Схема подачи мочевины в дизельных двигателях
Автор admin На чтение 10 мин Просмотров 2 Опубликовано Обновлено
Содержание
- Система SCR (Adblue) дизельных двигателей стандарта EURO 5
- Режимы системы SCR
- Эксплуатация системы нейтрализации (AdBlue)
- Причины выхода из строя SCR
- Способы отключения SCR (отключение мочевины)
- Эмуляторы Adblue– как выбрать?
- Что такое мочевина для дизеля и зачем она нужна
- Предпосылки к созданию системы SCR
- Что такое мочевина
- Для чего нужна в дизельном двигателе
- Как работает система
- Состав жидкости
- Преимущества и недостатки
Система SCR (Adblue) дизельных двигателей стандарта EURO 5
SCR – система доочистки выхлопных газов путем распыления водного раствора AdBlue в выпускную систему автомобиля для сокращения выброса вредных веществ в атмосферу до уровня, соответствующего стандарту Euro 5.
Экологический стандарт Euro 5 введен в Европейских странах с 2009 года. Согласно стандарту, производители большегрузной и другой техники обязаны обеспечить продукцию системой способной соответствовать нормам содержания вредных веществ в выхлопных газах.
Большинство производителей выбрали систему нейтрализации отработавших газов (SCR). Часто, можно услышать и такие термины:
— Euro 5
— Мочевина
— AdBluе
Как правило, используя такие названия, речь идет о SCR.
Система устанавливается на все виды грузовой и тяжелой техники – магистральные тягачи, самосвалы, автобусы, строительная техника, промышленные двигатели (дизель генераторы и др.), судовые двигатели. Другими словами, техника или установка, оснащенная дизельным двигателем, будет укомплектована системой доочистки выхлопных газов.
Рис.1
Основные компоненты (Рис.1):
1/2: дозирующий модуль/форсунка
3: насосный модуль
4: бак
5: блок управления
6: датчик температуры
7: датчик NOx
Блок управления SCR рассчитывает количество раствора необходимое для впрыска, учитывая параметры работы двигателя в текущий момент и температуры катализатора. Рассчитываемое количество жидкости впрыскивается через форсунку или дозирующий модуль. С помощью датчика NOx производится контроль качества доочистки выхлопных газов. Для получения информации о работе двигателя блок управления SCR имеет связь с блоком управления двигателем по сети шине CAN.
С помощью шины CAN блоки управления обмениваются информацией между собой и делают запросы на изменение параметров, необходимых для обеспечения работы всей системы.
Рис.2
Для эффективной работы SCR необходимо поддерживать температуру катализатора выше 300 градусов. SCR не имеет возможности самостоятельно увеличить температуру катализатора до нужного значения – поэтому для увеличения значений температуры блок управления (5) по шине CAN делает запрос на обогащение топливной смеси в блок управления двигателем (8). Так достигается необходимое значение температуры.
Режимы системы SCR
⦁ Обогащение топливной смеси
Данный режим необходим для прогрева катализатора и поддержания необходимой температуры катализатора во время работы SCR
⦁ Ограничение крутящего момента
Активируется при возникновении неисправности в SCR. При срабатывании данного режима на панели приборов автомобиля загорается сигнализатор неисправности SCR желтого или красного цвета, мощность автомобиля при этом ограничивается на 40%
⦁ Повышение оборотов холостого хода
Режим необходимый для прогрева катализатора на холостом ходу. Обороты ХХ будут увеличены до достижения необходимой температуры.
Эксплуатация системы нейтрализации (AdBlue)
Для исправной работы необходимо поддерживать в баке раствора SCR определенный уровень жидкости AdBlue, при этом, особое внимание нужно уделить качеству раствора AdBlue.
Также, владельцу транспортного средства или техники необходимо периодически проводить технические обслуживание: замена фильтра жидкости, диагностирование с целью выявления неисправностей.
Причины выхода из строя SCR
⦁ Неисправность электронных датчиков системы: температуры катализатора, NOx, давления жидкости AdBlue
⦁ Неисправности электрических цепей блока управления SCR
⦁ Использование некачественного раствора AdBlue, который не может обеспечивать необходимую доочистку выхлопных газов; наличие в растворе AdBlue сторонних жидкостей (например, дизельного топлива) может привести к выходу из строя насоса, закоксовыванию магистралей, форсунки, дозатора.
Появление любой из перечисленных неисправностей приводит к ограничению крутящего момента двигателя.
Способы отключения SCR (отключение мочевины)
Система Euro 5 досконально изучена и на рынке вам могут предложить несколько вариантов отключения SCR Euro 5. Среди этих вариантов есть качественные, надежные решения, но также присутствуют подделки или откровенно устаревшие, неэффективные решения.
Программное отключение
SCR отключается программно путем внесения изменений в прошивку автомобиля.
«+» довольно надежный метод отключения
«-« не все марки автомобилей поддерживают программное отключение
«-« на некоторых автомобилях, например Scania, при программном отключении SCR на дисплее автомобиля будут гореть ошибки, потушить которые просто невозможно (при этом SCR будет полностью отключена)
«-» на некоторых моделях автомобилей (Scania, Renault, Volvo) после программного отключения может активироваться функция прогрева, увеличивающая обороты холостого хода.
«-» подразумевает сохранение на автомобиле всей периферии SCR.
Отключение с помощью эмулятора
Устройство, которое имитирует рабочие процессы системы дозирования автомобиля. Эмулятор работает по сложным математическим моделям, подключен к линии передачи данных CAN и способен рассчитать необходимые параметры для корректной работы двигателя: температуры выхлопных газов, количество вредных частиц, давление и температуры реагента, давление воздуха и другие параметры, необходимые для предотвращения появления ошибок, приводящих к ограничению крутящего момента.
Иными словами, эмулятор с точностью до 100% повторяет действия и операции, которые выполняет система SCR автомобиля и передает информацию об этих процессах в линию передачи данных CAN автомобиля. Ни один блок управления не в состоянии отличить работу эмулятора от работы исправной системы.
Рис.3
«+» Данный метод покрывает все виды грузовой и другой техники
«+» Эмулятор подразумевает отключение SCR без каких-либо изменений в работе автомобиля (расход топлива, появление кодов неисправностей или иных параметров двигателя)
«+» Возможность демонтировать элементы SCR после отключения.
«-» Высокий риск купить некачественный эмулятор, который может привести к повышенному расходу топлива и/или другим неисправностям.
Эмуляторы Adblue– как выбрать?
В настоящее время на нашем рынке полно контрафактных копий и эмуляторов китайского производства, устанавливать их на автомобиль крайне не рекомендуется.
В чем отличие качественного эмулятора от копии или аналогов китайского производства?
Качественный эмулятор не вносит никаких изменений в работу автомобиля, точно рассчитывает все температурные режимы. Таких результатов достигают за счет постоянной работы специалистов-инженеров, своевременно вносящих обновление в программное обеспечение эмулятора, для того чтобы эмулятор идеально подходил к модели двигателя.
Копии эмуляторов – это, как правило, копии качественных, но устаревших моделей эмуляторов. Например, нам удавалось найти на рынке эмуляторы с прошивкой 2009года! В то время этот эмулятор отвечал всем требованиям, но в настоящее время он безнадежно устарел, такой эмулятор может неправильно рассчитывать температурные режимы, влекущие за собой повышенный расход топлива и ошибки.
Для того, чтобы избежать сбоев в системе, снизить затраты на топливо и ремонт, сэкономить ваше время и нервы, рекомендуем установить эмуляторы компании ProUnit. Все наши эмуляторы, включая эмуляторы первого поколения, разработаны и изготовлены в России из европейских и американских комплектующих.
Мы дорожим своей репутацией и даём 3 года гарантии на все устройства .
Возникли технические вопросы? Звоните +7-961-180-92-01, наш специалист поможет решить вашу проблему.
Хотите купить эмулятор отключения мочевины AdBlue?
Оставляйте заявку на сайте или звоните +7 900 948-47-10
Источник
Что такое мочевина для дизеля и зачем она нужна
Современные экологические нормы накладывают жесткие ограничения на эмиссию вредных веществ в отработавших газах дизельного двигателя. Это заставляет инженеров искать все новые решения, позволяющие соответствовать стандартам. Одним из них стало применение мочевины для дизеля в системе очистки выхлопных газов SCR (Selective Catalytic Reduction). Двигатели компании Daimler, использующие данную технологию носят название Bluetec.
Предпосылки к созданию системы SCR
С 2015 года в 28 странах Евросоюза начал действовать экологический протокол Евро-6. Согласно новому стандарту, к автопроизводителям, выпускающим дизельные моторы, предъявляют строгие требования, поскольку дизели наносят огромный вред экологии и здоровью человека за счет выбросов в атмосферу сажи и окиси азота.
Зачем нужна Adblue для дизеля
Если для очистки выхлопа бензинового двигателя достаточно применения трехкомпонентного каталитического нейтрализатора, то для нейтрализации токсичных соединений отработавших газов дизельного мотора требуется более сложное устройство. Эффективность очистки выхлопа дизеля от CO (оксида углерода), CH (углеводородов) и частиц сажи увеличивается при высокой температуре сгорания, а NOx, наоборот, снижается.
Решением данной проблемы стало внедрение в конструкцию выпускной системы SCR-катализатора, в котором используется мочевина для дизеля как основа при расщеплении токсичных соединений оксида азота (NOx).
Чтобы сократить вредные выбросы, инженеры разработали специальную систему очистки дизелей – Bluetec. Комплекс состоит из трех полноценных систем, каждая из которых фильтрует токсичные соединения и расщепляет вредные химические компоненты:
- Катализатор – нейтрализует CO и CH.
- Сажевый фильтр – борется с частицами сажи.
- SCR-катализатор – сокращает выбросы NOx при помощи мочевины.
Впервые систему очистки использовали для грузовых и легковых автомобилей в Mercedes-Benz. Сегодня многие производители переводят свои автомобили на новую систему очистки и используют мочевину в дизельных двигателях для соответствия модели жестким требованиям экологической инспекции.
Что такое мочевина
Конечный продукт метаболизма млекопитающих – мочевина, известен с 19 века. Диомид угольной кислоты синтезируют с неорганических соединений и широко используют в сельском хозяйстве. В автомобильной промышленности применяют раствор технической жидкости Adblue как активный реагент при очищении токсичных выхлопов оксида азота.
Жидкость Adblue состоит на 40% из мочевины и на 60% – из дистиллированной воды. Состав впрыскивается в систему селективной очистки SCR в патрубок, по которому проходят отработавшие газы. Происходит реакция распада, при которой оксид азота распадается на безвредные молекулы азота и воды.
Техническая мочевина для дизеля жидкость Adblue не имеет ничего общего с мочевиной карбамидом, который используется в агропромышленном секторе и фармакологии.
Для чего нужна в дизельном двигателе
Жидкостная система нейтрализации токсичных выхлопов, или SCR-нейтрализатор, представляет собой закрытую систему, через которую проходит очищенный от сажи выхлоп дизеля. Жидкость Эдблю заливается в автономный бачок и подается в выхлопной патрубок дозировано перед поступлением в нейтрализатор.
Смешанный газ поступает в блок нейтрализатора SCR, где происходит химическая реакция распада оксида азота за счет входящего в состав мочевины аммиака. Молекулы аммиака, соединяясь с оксидом азота, расщепляют последний на безвредные для человека и окружающей среды компоненты.
После полного цикла очистки в атмосферу попадает минимальное количество вредных веществ, параметр выбросов соответствует протоколу Евро-5 и Евро-6.
Как работает система
Полная система очистки отработавших газов для дизельного мотора состоит из катализатора, сажевого фильтра и системы SCR. Как работает мочевина при очистке по шагам:
- Выхлопные газы поступают в катализатор и сажевый фильтр. Происходит задержка сажи, догорание частиц топлива и очистка от оксида углерода и углеводородов.
- В патрубок между сажевым фильтром и SCR-нейтрализатором впрыскивается определенное количество жидкости AdBlue при помощи форсунки. Молекулы мочевины распадаются на аммиак и изоциановую кислоту.
- Аммиак соединяется с оксидом азота – самым вредным компонентом отработанного дизельного топлива, происходит расщепление молекул, в результате образуется вода и азот. В атмосферу поступает безвредный выхлоп.
Схема системы SCR
Состав жидкости
Несмотря на кажущуюся простоту мочевины для дизеля, жидкость невозможно изготовить самостоятельно, взяв за основу органическое удобрение. Формула молекулы мочевины – (Nh3)2CO, физически это белый кристалл без запаха, растворяется в воде и полярных растворителях (жидкий аммиак, метанол, хлороформ и пр.).
Для европейского рынка жидкость изготавливается под надзором инспекции Немецкой Ассоциации автопромышленности (VDA), которая предоставляет лицензии компаниям-производителям, часть из которых поставляет жидкость для очистки на отечественный рынок.
В России фальсификат под брендом AdBlue составляет более 50%, поэтому, покупая мочевину для дизеля производства РФ, необходимо ориентироваться на маркировку “Соответствие стандарту ISO 22241-2-2009”.
Преимущества в использовании мочевины очевидны – только с этим реагентом система очистки выхлопных газов дизельного мотора SCR может полноценно работать и соответствовать стандарту Евро-6.
Кроме безопасности для экологии, к преимуществам очистки с мочевиной можно отнести следующие моменты:
- расход ее составляет лишь до 100 гр на 1000 км для легкового транспорта;
- система SCR встроена в современные автомобили, работающие на дизтопливе;
- при наличии системы очистки с мочевиной в некоторых странах снижается налог на использование ТС, отсутствует опасность штрафов.
К сожалению, недостатков у системы больше:
- температура замерзания мочевины около – 11°C;
- необходимость регулярно заправлять жидкость;
- увеличивается стоимость автомобиля;
- большое количество контрафактной жидкости Адблю;
- повышенные требования к качеству топлива;
- дорогостоящий ремонт компонентов системы.
Комплексная система очистки с использованием мочевины, которую устанавливают на дизельный транспорт, сегодня остается единственным вариантом снизить токсичные выбросы. Сложность с эксплуатацией, высокая стоимость реагента для грузовиков, низкое качество жидкости и дизтоплива приводят к тому, что многие водители решаются на отключение системы и установку эмуляторов.
Однако, важно понимать, что мочевина для дизеля остается единственным реактивом, который препятствует выбросу в окружающую среду оксида азота, приводящего к возникновению онкологических заболеваний.
Источник
Жидкость для систем SCR дизельных двигателей Adblue: назначение, расход, отзывы
Использование дизельного топлива для питания моторов транспортных средств предполагает особый контроль над составом и объемом выхлопных газов. Дизель является токсичным веществом, поэтому в отработанных газах концентрируется значительное количество оксида азота. При окислении соединение обладает удушливостью и может нанести вред дыхательной системе человека. Поэтому автомобили, работающие на дизельном топливе, обязательно должны быть укомплектованы SCR – системой выборочного восстановления газов с использованием катализаторов.
Содержание:
- Жидкость для систем SCR: назначение
- Расход жидкости, требования эксплуатации
- Adblue — жидкость для системы SCR дизельных двигателей
- Жидкость для систем SCR: отзывы
Жидкость для систем SCR: назначение
Работа системы SCR заключается в точечной обработке различных химических веществ и соединений.
Необходимость в системе Selective Catalytic Reduction возникла после утверждения стандарта экологичности и безопасности топлива для двигателей внутреннего сгорания EURO-5. Класс горючего подразумевает минимальное содержание вредоносных веществ в составе отработанных газов.
Для корректной работы SCR нужно обеспечить попадание в объем выхлопных газов специального жидкого состава. После смешения компонентов вся паровая масса попадает в каталитический конвертер, температура в котором достигает предельно возможных высоких значений. Здесь и происходит разложение оксида азота.
В качестве жидкости для систем SCR используется состав AdBlue, действующим ингредиентом которой является мочевина.
Расход жидкости, требования эксплуатации
По массе, AdBlue на 67,5 процентов состоит из воды, остальной объем – это очищенная от соли мочевина. Концентрат заливается в специальный бак, расположенный вблизи топливного отсека. Температура полимеризации жидкости составляет -11 градусов, поэтому резервуар оснащается системой обогрева.
Соотношение расхода дизельного топлива и мочевины во время поездки зависит от типа авто. Для легкового автомобиля понадобится 4% жидкости от объема дизельного топлива, для грузового – на два процентных пункта больше.
Мониторинг состояния компонента производится бортовой платформой управления, которая фиксирует уровень состава в отсеке, температуру внутри него и силу впрыска раствора через форсунки.
Когда количество жидкости заметно снижается или вовсе подходит к концу, водитель получит соответствующее оповещение с помощью индикатора на приборной панели. В таком случае требуется немедленное обновление состава. Игнорирование сигнала может привести к потере мощности мотора вплоть до 40%.
Adblue — жидкость для системы SCR дизельных двигателей
Продукт немецкого производственного концерна, концентрат AdBlue является наиболее используемой жидкостью для очистки выхлопных газов, которая рекомендуется изготовителями машин марок BMW, Audi, Mercedes, Opel, Skoda, Toyota.
Во время химической реакции, после попадания в газовый поток, под воздействием высокой температуры AdBlue начинает распадаться на изоциановую кислоту и нитрид водорода. Изоциановая кислота в продолжающейся обработке также распадается на аммониак и двуокись углерода. Полученного количества аммиака достаточно для ослабления действия оксида азота.
Жидкость для систем SCR: отзывы
Кроме жидкости AdBlue, нашедшей массовое применение по всему миру, в России также успешно реализуются составы производства компаний Газпромнефть, Liqui Moly, BASF и АЛЯSКА.
Автовладельцы отмечают увеличенный расход отечественных субстанций по сравнению с зарубежными аналогами. Примерный расход жидкости для SCR российского производства – 20 литров на каждые 10 тысяч км. Да, стоимость одной тары товара из РФ будет дешевле, но в перспективе экономии не получится. Для сравнения – расход жидкости немецкой компании Liqui Moly составит 20 литров на 18 тысяч километров.
Что касается эффективности нейтрализации вредных паров, то автолюбители довольны качеством продукции всех перечисленных выше марок.
#Автомобиль
Статьи по теме
Марки бензина в СССР за весь период и стоимость бензина#Бензин#Автомобиль 9001 просмотр
Как заправиться до полного бака на автоматической АЗС, самообслуживания, сколько литров помещается в бак#АЗС#Автомобиль 6870 просмотров
Кому принадлежит Лукойл: чья компания Лукойл?#Автомобиль#АЗС 6610 просмотров
Раскоксовка двигателя без разборки: что это, чем лучше делать (керосином, водородом, Лавр, Валера)#Автомобиль 5049 просмотров
Что такое АЗС, ТРК, СУГ, КПГ#Автомобиль#АЗС 3864 просмотра
Устройство автомобиля: двигатель внутреннего сгорания, трансмиссия, ходовая часть, рулевое управление, тормозная система, электрооборудование#Автомобиль 2792 просмотра
Жидкость для выхлопных газов дизельных двигателей
Энергия Petroleum Company является оптовым дистрибьютором DEF в США.
DEF (Diesel Exhaust Fluid) представляет собой специальную композицию мочевины для применения на транспорте для уменьшения количества оксидов азота (NOx), выбрасываемых в воздух дизельными двигателями. DEF — это химикат высокой чистоты, состоящий из 32,5 % мочевины и 67,5 % деионизированной воды.
DEF производится в соответствии с международным стандартом (ISO 22241) и имеет сертификат Американского института нефти (API).
Как пояснили в Американской ассоциации грузоперевозок (ATA), «для снижения выбросов NOx небольшое количество DEF впрыскивается непосредственно в выхлоп перед катализатором. DEF испаряется и разлагается с образованием аммиака (Nh4), который в сочетании с катализатором SCR вступает в реакцию с NOx, превращая загрязнитель в азот (N2) и воду (h3O)».
Жидкость для очистки выхлопных газов дизельных двигателей (DEF) является одним из ключевых элементов процесса селективного каталитического восстановления (SCR), используемого большинством производителей двигателей средней и большой мощности для соответствия требованиям EPA. TerraCair представляет собой нетоксичный раствор очищенной воды и ультрачистой автомобильной мочевины. TerraCair не является топливом или присадкой к топливу, но помогает улучшить экономию топлива до пяти процентов при одновременном снижении выбросов выхлопных газов. TerraCair соответствует стандартам ISO 22241 по чистоте и составу и имеет сертификат DEF Американского института нефти (API). Наша закрытая система дозирования жидкости обеспечивает все необходимое для эффективного дозирования TerraCair. Эти многоразовые системы также экономически эффективны, обеспечивая значительную экономию по сравнению с одноразовыми контейнерами, и доступны для флота, розничной торговли и коммерческого применения.
Diesel Exhaust Fluid (DEF) представляет собой жидкость на основе мочевины, специально разработанную для контроля выбросов NOx дизельными двигателями. Energy Petroleum Company является специализированным поставщиком TerraCair DEF в Миссури и Иллинойсе, поставляемым через Brenntag North America.
В то время как США готовятся к обновлению стандартов выбросов Tier II Bin 5 Агентства по охране окружающей среды, Energy Petroleum Company и Brenntag North America стремятся удовлетворить ваши потребности в поставках.
DEF является ключевым компонентом систем селективной каталитической нейтрализации (SCR), которые помогают дизельным автомобилям соответствовать строгим нормам по выбросам.
Варианты упаковки DEF
DEF доступен с различными способами хранения и дозирования. Варианты хранения состоят из контейнеров различного размера, таких как; Навалом, Totes и бутылки или кувшины. TerraCair гарантированно соответствует стандартам ISO 22241 и имеет сертификат API, что обеспечивает оптимальную работу вашей системы селективного каталитического восстановления (SCR).
2/2,5 галлонов бутылки 55 галлонов барабан 330 галлонов
Дизельная выхлопная жидкость
Если вы не слышали о DEF, скорее всего, вы скоро. DEF требуется в новых дизельных двигателях, и есть вероятность, что вашему транспортному средству или автопарку скоро потребуется этот новый продукт. Energy Petroleum является ведущим поставщиком DEF в этой области и способна удовлетворить потребности наших клиентов, когда они переводят свои транспортные средства или автопарки на более новые модули, для которых требуется продукт DEF. ( Виды упаковки )
Что такое DEF?
Жидкость для очистки выхлопных газов дизельных двигателей является одним из ключевых элементов процесса селективного каталитического восстановления (SCR), используемого большинством производителей двигателей средней и большой мощности для соответствия требованиям EPA 2010. TerraCair представляет собой нетоксичный раствор, содержащий 67,5 % очищенной воды и 32,5 % сверхчистой автомобильной мочевины. TerraCair не является топливом или присадкой к топливу. Вместо этого, когда TerraCair впрыскивается в поток выхлопных газов и проходит через катализатор, он помогает преобразовать NOx в газообразный азот и водяной пар — два безвредных и естественных компонента воздуха, которым мы дышим.
TerraCair стабильна, бесцветна и не имеет запаха, соответствует стандарту ISO 22241 по чистоте и составу и является сертифицированной Американским институтом нефти (API) жидкостью для выхлопных газов дизельных двигателей. Это высочайшие стандарты качества и безопасности, обеспечивающие оптимальную работу SCR. Убедиться, что TerraCair DEF в грузовике, оснащенном системой SCR, не закончился, очень просто — следите за указателем уровня жидкости для выхлопных газов дизельных двигателей (DEF), который является частью указателя уровня дизельного топлива, чтобы узнать, когда пришло время дозаправки.
DEF хранится в специальном баке рядом с топливным баком со стороны водителя. Объем баков варьируется от 6 до 23 галлонов в зависимости от области применения грузовика. Заливное отверстие бака DEF предназначено для размещения заправочного пистолета DEF, чтобы в бак заливалось только DEF. Форсунка для дизельного топлива не подходит к отверстию бака DEF.
Что такое мочевина?
Мочевина представляет собой соединение азота, которое при нагревании превращается в аммиак. Он используется в различных отраслях промышленности, в том числе в качестве удобрения в сельском хозяйстве. Мочевина встречается в природе, но также обычно производится из природного газа.
Почему бы не использовать 100% раствор мочевины?
DEF обеспечивает наивысшую степень практического снижения выбросов NOx в реальных автомобильных условиях. Использование DEF в виде 32,5% раствора в воде экономически выгодно. Кроме того, это позволяет двигателю работать с высочайшим уровнем эффективности и в самом широком диапазоне климатических температур — выше 12 градусов по Фаренгейту.
Как определяется и гарантируется качество DEF?
DEF определяется спецификациями AUS-32, и эти спецификации соответствуют или превышают стандарт качества DIN 70070 от августа 2005 г., аналитический стандарт DIN V 70071 от июня 2005 г. и стандарт ISO 22141-1 2006 г. Американский институт нефти разработал программу сертификации качества, которая гарантирует, что североамериканские поставки DEF будут соответствовать этим стандартам на заправке и по всей национальной цепочке поставок, включая стандарты производства продукта, обращения, обеспечения качества, безопасности и защиты окружающей среды.
Каков химический процесс производства мочевины и энергетический баланс этого процесса?
Производство карбамида включает сырье аммиака и двуокиси углерода. При образовании мочевины происходят две основные реакции. Первая представляет собой экзотермическую (с выделением тепла) реакцию, в которой аммиак + диоксид углерода создает карбамат аммония. Вторая реакция представляет собой эндотермическую (поглощение энергии в виде тепла) реакцию, в которой карбамат аммония превращается в воду + мочевину.
Как DEF работает в системе SCR?
Целью системы SCR является снижение уровня NOx (оксидов азота, выбрасываемых двигателями), которые вредны для нашего здоровья и окружающей среды. SCR — это технология доочистки выхлопных газов после двигателя. Небольшие количества DEF (раствор мочевины для автомобилей) впрыскиваются в поток выхлопных газов и при смешивании с NOx превращаются в безвредный азот и воду.
Как я узнаю, что приобретенный мной продукт DEF будет работать?
Приобретаемый вами DEF должен иметь сертификат Американского института нефти (API), Немецкого института стандартизации DIN70700, Международной организации по стандартизации ISO 22241-1 и соответствовать спецификациям AUS-32. Это обеспечит надлежащую чистоту и концентрацию (32,5%) мочевины. Для получения дополнительной информации об этих спецификациях посетите сайт www.iso.org.
Могу ли я сделать DEF самостоятельно?
Не рекомендуется производить DEF самостоятельно. DEF предъявляет строгие требования к поддержанию концентрации и чистоты ингредиентов, что имеет решающее значение для надлежащего функционирования и долговечности системы SCR. Cummins и другие OEM-производители требуют, чтобы DEF, используемый с их системами SCR, соответствовал всем спецификациям ISO22241, а также требованиям сертификации API. Конечным пользователям рекомендуется приобрести сертифицированный DEF и не смешивать его самостоятельно. Для получения дополнительной информации о стандартах качества см. ISO22241, в котором подробно описаны требования к качеству DEF, обращению с ним, тестированию, хранению при транспортировке и заправке.
Что такое сертификация API?
Сертификация API — это добровольная программа, учрежденная Американским институтом нефти (API), которая сертифицирует и контролирует соответствие жидкости для выхлопных газов дизельным двигателям спецификациям ISO. Программа запущена в марте 2009 года.
Критичен ли раствор мочевины 32,5%?
Да. Концентрация мочевины 32,5% является идеальным решением, поскольку обеспечивает самую низкую температуру замерзания. Кроме того, системы SCR будут откалиброваны на 32,5%, чтобы во время работы было снижено оптимальное количество NOx.
Какова точка замерзания DEF?
32,5% раствор DEF начнет кристаллизоваться и замерзать при 12°F (-11°C). При 32,5% и мочевина, и вода будут замерзать с одинаковой скоростью, гарантируя, что при оттаивании жидкость не станет разбавленной или чрезмерно концентрированной. Замораживание и размораживание DEF не приведет к порче продукта.
Расширяется ли DEF при замораживании?
Да, DEF расширяется примерно на 7% при замораживании. Упаковка и баки DEF рассчитаны на расширение.
Сколько весит DEF?
DEF весит примерно 9 фунтов на галлон.
Что произойдет, если DEF замерзнет в баке автомобиля?
Во время эксплуатации автомобиля системы SCR предназначены для обогрева бака DEF и линий подачи. Если DEF зависает при выключении автомобиля, запуск и нормальная работа автомобиля не будут запрещены. Система подогрева SCR предназначена для быстрого возврата DEF в жидкую форму, что не влияет на работу автомобиля. Замораживание и размораживание DEF не приведет к порче продукта.
Существуют ли особые требования к хранению DEF?
DEF следует хранить в прохладном, сухом, хорошо проветриваемом помещении, защищенном от прямых солнечных лучей. Хотя оптимальная температура хранения составляет до 77 градусов по Фаренгейту (25 градусов по Цельсию), временное воздействие более высоких температур практически не влияет на качество DEF.
Каков срок годности DEF?
Срок годности DEF зависит от температуры окружающей среды при хранении. DEF со временем разлагается в зависимости от температуры и воздействия солнечного света. Ожидаемый срок годности, определенный стандартом ISO Spec 22241-3, представляет собой минимальный ожидаемый срок годности при хранении при постоянной температуре. При хранении между 10 и 90 градусов по Фаренгейту, срок годности легко составит один год. Если максимальная температура не превышает примерно 75 градусов по Фаренгейту в течение длительного периода времени, срок годности составит два года.
Как определить, когда был изготовлен приобретенный мной DEF?
Все пакеты DEF будут иметь код даты, расположенный где-то на изделии. Код даты позволит вам определить дату изготовления DEF. Контейнеры емкостью 1 галлон будут иметь лазерный код, отпечатанный на бутылке. Контейнеры емкостью 2,5 и 5 галлонов имеют небольшую этикетку с кодом даты, нанесенную на бутылку. Барабаны и контейнеры будут иметь этикетку, нанесенную либо на верхнюю, либо на боковую часть изделия. Первая цифра кода даты представляет номер партии DEF, а следующие 6 цифр отражают дату заполнения партии.
Какое влияние оказывает длительное воздействие высоких температур на DEF?
Хотя воздействие DEF при постоянной высокой температуре хранения может иметь некоторое влияние на срок годности, это не должно беспокоить операторов. Обширные испытания в очень жарком климате подтвердили, что DEF, хранящийся при постоянной температуре 86 градусов по Фаренгейту, имеет срок годности более 6 месяцев.
Должен ли я беспокоиться об обращении с DEF?
DEF — нетоксичный раствор, не представляющий опасности для здоровья. Тем не менее, если вы подверглись воздействию и испытываете симптомы, следует как можно скорее проконсультироваться с врачом.
Каковы правила, которым необходимо следовать в случае разлива DEF?
Если DEF пролился, его следует впитать абсорбирующим материалом, например песком. Абсорбент следует переместить в подходящий контейнер для утилизации. В случае крупного разлива свяжитесь с местными властями для получения информации о надлежащих процедурах утилизации.
Что произойдет, если я проглотил DEF?
При проглатывании DEF следует немедленно обратиться к врачу.
Что произойдет при вдыхании DEF?
Если вы вдыхаете DEF, вам следует обратиться к врачу, если возникнет раздражение носа, горла или глаз.
Имеет ли DEF запах?
DEF имеет запах, похожий на запах аммиака.
Вызывает ли DEF коррозию?
Да, DEF вызывает коррозию меди и латуни.
Испарится ли DEF и что произойдет, если это произойдет?
Поскольку DEF на 67,5% состоит из воды, со временем происходит испарение. Тем не менее, производители построили и поставили более 50 000 двигателей, оборудованных SCR. Эти двигатели и системы SCR работают по всей Европе, в том числе в более теплом климате Испании, Греции и даже на Ближнем Востоке без проблем, связанных с испарением. Кроме того, наши транспортные средства для полевых испытаний в США в местах с высокой температурой не дали значительного количества испарения, которое могло бы повлиять на производительность или работу двигателя. В качестве превентивной меры важно держать крышку бака DEF и емкости для хранения надежно закрытыми. Если со временем концентрация мочевины становится больше или меньше рекомендуемой, бак DEF следует слить. Cummins Filtration предложит оборудование для проверки концентрации мочевины в DEF.
Что мешает закачке дизельного топлива в бак DEF?
Форсунка для подачи DEF была спроектирована с диаметром 19 мм, что немного уже диаметра форсунки для дизельного топлива, которая составляет 22 мм. Кроме того, крышка бака для бака DEF будет синей, что еще больше отличает его от бака для дизельного топлива.
Что произойдет, если в бак DEF случайно попадет вещество, не относящееся к DEF?
Система SCR распознает решения, выходящие за рамки спецификаций DEF, и загорается индикатор DEF, предупреждая оператора о наличии проблемы. При наличии загрязнения автомобиль может потребовать обслуживания.
Сколько DEF потребляет грузовик?
Расход DEF должен составлять от 2 до 3% от расхода дизельного топлива автомобиля, который может варьироваться в зависимости от автомобиля и оператора.
Какое расстояние может проехать грузовик на одном галлоне DEF?
Расход DEF зависит от расхода топлива автомобиля. Грузовик, средний расход топлива которого составляет 6 миль на галлон, может проехать примерно 300 миль на одном галлоне DEF.
Как оператор может определить, сколько DEF ему потребуется/используется?
Расход DEF будет составлять примерно 2-3% расходуемого дизельного топлива. Другой способ рассмотреть это состоит в том, что DEF будет потребляться в соотношении 50: 1 с дизельным топливом. (На каждые 50 галлонов сожженного дизельного топлива вы будете использовать 1 галлон DEF). Если вы знаете средний расход топлива автомобиля, вы можете легко рассчитать количество DEF, которое будет использовано.
- Годовой пробег среднего грузовика = 50 000 миль
- миль на галлон для среднего грузовика = 8 миль на галлон
- 50 000 миль / 8 миль на галлон = 6 250 галлонов дизельного топлива в год
- Использование DEF при расходе топлива от 2 до 3% = 125 галлонов DEF в год
- Бак на 125 галлонов / 10 галлонов (средний размер) = 13 заправок DEF в год
- Пример: Тяжелый режим
- Годовых миль для среднего грузовика = 120 000 миль
- миль на галлон для среднего грузовика = 6 миль на галлон
- 120 000 миль / 6 миль на галлон = 20 000 галлонов дизельного топлива в год
- Использование DEF при расходе топлива от 2 до 3% = 400 галлонов DEF в год 400 галлонов / 20-галлонный бак (средний размер) = 20 заправок DEF в год
Все ли мощности дозы DEF для двигателей одинаковы?
Мощность дозы DEF может незначительно отличаться от одного производителя к другому.
Что произойдет, если в автомобиле закончится DEF?
Датчик DEF предупредит оператора о низком уровне DEF. Мощность автомобиля может быть снижена, чтобы побудить оператора дозаправить бак DEF. Транспортное средство вернется к нормальному уровню мощности, как только бак DEF будет заправлен.
Какое техническое обслуживание требуется фильтру дозатора DEF?
Фильтр блока дозирования DEF необходимо заменять примерно каждые 200 000 миль в рамках планового технического обслуживания.
Какие изменения ожидаются в отношении интервалов обслуживания масляных фильтров на автомобилях с системой SCR?
Интервалы обслуживания масляных фильтров на автомобилях с SCR не изменятся. Процесс SCR влияет на выбросы выхлопных газов после того, как они произведены двигателем.
Какая упаковка DEF доступна?
1 галлон, 2,5 галлона, бочка 55 галлонов, одноразовая емкость 275 галлонов, емкость 330 галлонов и навалом. (стили упаковки)
Могу ли я самостоятельно наполнять бутылки DEF?
Не рекомендуется, чтобы клиенты заполняли свои собственные бутылки DEF для использования в системах SCR из-за строгих требований ISO по поддержанию чистоты DEF (без загрязнения). Для клиентов, которым требуется заправка, в спецификациях ISO 22241 содержится подробная информация о качестве DEF, обращении, тестировании, хранении при транспортировке и заправке.
Что такое IBC?
IBC означает промежуточные контейнеры для массовых грузов. Он включает в себя все контейнеры размером более 55 галлонов (207 л), а также контейнеры меньше танкера.
Где можно получить DEF?
Свяжитесь с командой Energy Petroleum, чтобы узнать больше о DEF.
Как я могу разместить заказ на DEF?
Свяжитесь с одним из торговых представителей Energy Petroleum, чтобы разместить заказ на DEF.
Есть вопросы по этому товару? Отправьте запрос здесь!
Селективное каталитическое восстановление
Селективное каталитическое восстановлениеВ. Адди Маевски
Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.
- Стационарные системы SCR
- Системы SCR для дизельных двигателей
Резюме : В процессе селективного каталитического восстановления (SCR) NOx реагирует с аммиаком с образованием азота и воды, при этом мочевина обычно используется в качестве предшественника аммиака. Различные катализаторы СКВ, такие как оксид ванадия или цеолиты, замещенные металлами, имеют разные диапазоны рабочих температур и другие свойства, и их необходимо тщательно выбирать для конкретного процесса СКВ. Поскольку скорость конверсии NOx зависит от концентрации NO 2 :NO катализатор окисления обычно используется для увеличения концентрации NO
- Введение
- Восстановители и каталитические реакции
- Катализаторы СКВ
- Влияние компонентов выхлопных газов на катализ SCR
- Вспомогательные катализаторы
Введение
Селективное каталитическое восстановление (SCR) NOx соединениями азота, такими как аммиак или мочевина , обычно называемая просто «SCR», была разработана и хорошо зарекомендовала себя в промышленных стационарных применениях. Впервые он был применен на тепловых электростанциях в Японии в конце 1970-х годов, а затем широко распространился в Европе с середины 1980-х годов. В США системы СКВ были внедрены для газовых турбин в 1990-х годах, за которыми последовало растущее число установок для контроля выбросов NOx на угольных электростанциях. Другими областями применения СКВ являются нагреватели и бойлеры заводов и нефтеперерабатывающих заводов в химической промышленности, печи, коксовые печи, а также мусоросжигательные заводы и мусоросжигательные заводы. Список видов топлива, используемых в этих приложениях, включает промышленные газы, природный газ, сырую нефть, легкую или тяжелую нефть и пылевидный уголь [203] .
Использование систем SCR для контроля выбросов NOx в мобильных приложениях началось с судовых двигателей. Большой размер и установившиеся режимы работы морских установок сделали адаптацию стационарной технологии SCR относительно простой. Первые блоки SCR были установлены в 1989 и 1990 годах на двух корейских 30000-тонных перевозчиках [202] . Корабли, оснащенные двухтактными дизельными двигателями MAN B&W мощностью 8 МВт, были оборудованы системой SCR аммиака, рассчитанной на 9Снижение NOx на 2%. Выхлопные газы пропускались через реактор только при плавании судов в водах, на которые распространяются нормы выбросов NOx. В 1992 году в рамках другого раннего морского проекта SCR паром «Аврора из Хельсингборга», курсировавший между Швецией и Данией, был оборудован системой SCR на основе мочевины
С середины 1990-х годов было проведено множество проектов по адаптации технологии SCR для дизельных двигателей грузовых автомобилей и автомобилей. Несколько ранних систем SCR для двигателей большегрузных грузовиков были разработаны и испытаны голландским TNO [200] [199] [621] , в то время как Johnson Matthey разрабатывала свою компактную систему SCR-Trap — устройство, состоящее из сажевый фильтр (CRT) перед катализатором SCR [981] . Неудивительно, что мобильные системы также разрабатывались компаниями с традиционным опытом в области стационарных установок, такими как Haldor Topsøe 9.0281 [623] или Argillon (ранее Siemens, теперь Johnson Matthey) с автомобильной системой SCR под названием SINOx [334] [331] . В некоторых ранних тестах система SINOx была соединена с сажевым фильтром перед катализатором SCR [980] [1172] . Компания Ford разработала систему SCR с мочевиной для легких условий эксплуатации, соответствующую ограничениям на выбросы загрязняющих веществ Tier 2 Bin 5 Агентства по охране окружающей среды США
Применение мобильного двигателя потребовало решения ряда проблем, связанных с технологией дозирования карбамида в переходных режимах работы, оптимизацией катализаторов, а также инфраструктурой карбамида. Некоторые регулирующие органы, в частности Агентство по охране окружающей среды США, изначально скептически отнеслись к пути соответствия SCR стандартам выбросов как с точки зрения обеспечения доступности восстановителя (мочевины) вместе с дизельным топливом по всей национальной распределительной сети, так и с точки зрения того, что это всегда своевременно. пополняется операторами транспортных средств. В конечном итоге СКВ оказалась более надежной технологией выбросов, чем основной альтернативный вариант, адсорберы NOx, и широко используется во всех типах мобильных дизельных двигателей.
Примерно с середины 2000-х годов технология SCR с мочевиной постепенно коммерциализировалась для наземных мобильных дизельных двигателей. Основные этапы этого процесса:
- Ряд производителей выбрали Urea-SCR в качестве предпочтительной технологии для соответствия нормам NOx Euro V (2008 г.) и JP 2005 г. (оба равны 2 г/кВтч) для двигателей большегрузных грузовиков и автобусов. Первые коммерческие дизельные грузовики были запущены в производство в ноябре 2004 года компанией Nissan Diesel в Японии [1160] и в начале 2005 года компанией Daimler (в то время DaimlerChrysler) в Европе [986] .
- В Соединенных Штатах системы SCR были внедрены большинством производителей двигателей в 2010 году, чтобы соответствовать пределу NOx Агентства по охране окружающей среды США, составляющему 0,2 г/л.
с.-ч для двигателей большой мощности.
- В транспортных средствах малой грузоподъемности SCR была введена в некоторых транспортных средствах уровня 2 Агентства по охране окружающей среды США, в то время как в других использовались адсорберы NOx. Примерно к 2012-2015 годам большинство моделей автомобилей Уровня 2 с адсорберами NOx были оснащены СКВ на основе мочевины.
- В Европе система SCR была внедрена на некоторых моделях стандарта Евро-5, а в автомобилях стандарта Евро-6 эта технология применялась гораздо шире.
- В недорожных двигателях технология SCR на основе мочевины была внедрена во многих моделях двигателей, чтобы соответствовать стандартам США Tier 4i/EU Stage IIIB и более поздним стандартам выбросов.
В следующих разделах рассматриваются основы СКВ — восстановители, химические реакции и катализаторы. Краткий обзор установок СКВ для контроля выбросов NOx в промышленных процессах представлен в разделе «Стационарные системы СКВ». Разработка и опыт использования систем SCR для мобильных дизельных двигателей обсуждаются в разделе «Системы SCR для дизельных двигателей».
Восстановители и каталитические реакции
Аммиак
В системах СКВ можно использовать две формы аммиака: (1) чистый безводный аммиак и (2) водный раствор аммиака. Безводный аммиак токсичен, опасен и требует толстостенных резервуаров для хранения под давлением и трубопроводов из-за высокого давления паров. Водный аммиак, NH 3 ·H 2 O, менее опасен и с ним проще обращаться. Типичный аммиак промышленного качества, содержащий около 27% аммиака и 73% воды по весу, имеет давление паров, близкое к атмосферному, при нормальных температурах и может безопасно транспортироваться по шоссе в США и других странах.
В системе SCR с аммиаком происходит ряд химических реакций, что выражается уравнениями (1)-(5). Все эти процессы представляют собой желательные реакции, которые восстанавливают NOx до элементарного азота. Уравнение (2) представляет основной механизм реакции [306] . Реакции, представленные уравнениями (3)-(5), включают диоксид азота в качестве реагента. Путь реакции, описываемый уравнением (5), очень быстрый. Эта реакция отвечает за продвижение низкотемпературной СКВ с помощью NO 9.0257 2 [972] . Обычно концентрации NO 2 в большинстве дымовых газов, включая дизельные выхлопы, низкие. В дизельных системах SCR уровни NO 2 часто преднамеренно повышаются для повышения конверсии NOx при низких температурах.
6NO + 4NH 3 → 5N 2 + 6H 2 O(1)
4NO + 4NH 3 + O 2 → 4N 2 + 6H 2 O «стандартная» реакция SCR(2)
6НО 2 + 8NH 3 → 7N 2 + 12H 2 O(3)
2NO 2 + 4NH 3 + O 2 → 3N 2 + 6H 2 O(4)
NO + NO 2 + 2NH 3 → 2N 2 + 3H 2 O«быстрая» реакция СКВ(5)
Вышеуказанные реакции ингибируются водой [974] . В выхлопных газах дизеля и других дымовых газах всегда присутствует влага. Для получения достоверных результатов водяной пар всегда должен присутствовать в лабораторных газовых испытаниях процессов СКВ и при моделировании процессов.
Если содержание NO 2 увеличивается до превышения концентрации NO в сырьевом газе, возможны пути образования N 2 O, уравнения (6) и (7) [1170] .
8 NO 2 + 6 NH 3 → 7 N 2 O + 9 H 2 O(6)
4 NO 2 + 4 NH 3 + O 2 → 4 N 2 O + 6 H 2 O(7)
К нежелательным процессам, протекающим в системах СКВ, относятся конкурентные, неселективные реакции с кислородом, которого в системе много. Эти реакции могут либо производить вторичные выбросы, либо, в лучшем случае, непродуктивно расходовать аммиак. Частичное окисление аммиака, определяемое уравнениями (8) и (9), может производить закись азота (N 2 O) или элементарный азот соответственно. Полное окисление аммиака, выраженное уравнением (10), приводит к образованию оксида азота (NO).
2NH 3 + 2O 2 → N 2 O + 3H 2 O(8)
4NH 3 + 3O 2 → 2N 2 + 6H 2 O(9)
4NH 3 + 5O 2 → 4NO + 6H 2 O(10)
Аммиак также может реагировать с NO 2 , производящий взрывоопасную нитрат аммония (NH 4 NO 3 ), уравнение (11). Эта реакция из-за ее отрицательного температурного коэффициента протекает при низких температурах, примерно ниже 100-200°С. Нитрат аммония может осаждаться в твердой или жидкой форме в порах катализатора, что приводит к его временной дезактивации [973] .
2NH 3 + 2NO 2 + H 2 O → NH 4 NO 3 + NH 4 NO 2 (11)0011
Образования нитрата аммония можно избежать, следя за тем, чтобы температура никогда не опускалась ниже 200°C. Склонность к образованию NH 4 NO 3 также может быть сведена к минимуму путем подачи в газовый поток количества NH 3 меньше точного, необходимого для стехиометрической реакции с NOx (молярное соотношение 1:1).
Когда дымовые газы содержат серу, как в случае с дизельными выхлопами, SO 2 может окисляться до SO 3 с последующим образованием H 2 SO 4 при реакции с H 2 O. Эти реакции аналогичны реакциям, протекающим в дизельном катализаторе окисления. В другой реакции NH 3 соединяется с SO 3 с образованием (NH 4 ) 2 SO 4 и NH 4 HSO 4 , которые осаждаются (31) и уравнение (31) и засорить катализатор, а также трубопроводы и оборудование. При низких температурах выхлопных газов, как правило, ниже 250°C, загрязнение сульфатом аммония может привести к дезактивации катализатора SCR 9.0281 [205] .
NH 3 + SO 3 + H 2 O → NH 4 HSO 4 (12)
2NH 3 + SO 3 + H 2 O → (NH 4 ) 2 SO 4 (13)
Процесс SCR требует точного контроля скорости впрыска аммиака. Недостаточная скорость закачки приводит к неприемлемо низкой конверсии NOx. Слишком высокая скорость впрыска приводит к нежелательному выбросу аммиака в атмосферу. Эти выбросы аммиака из систем SCR, известные как проскальзывание аммиака , увеличивается с увеличением отношения NH 3 /NOx (сокращенно ANR и также упоминается как альфа-отношение ). В соответствии с преобладающей реакцией СКВ, уравнение (2), стехиометрическое отношение NH 3 /NOx в системе СКВ составляет около 1. Соотношения выше 1 значительно увеличивают проскок аммиака. На рис. 1 представлен пример зависимости между отношением NH 3 /NOx, конверсией NOx, температурой и проскальзыванием аммиака [187] . Проскок аммиака уменьшается с повышением температуры, в то время как конверсия NOx на катализаторе СКВ может как увеличиваться, так и уменьшаться с температурой, в зависимости от конкретного температурного диапазона и каталитической системы, что будет обсуждаться позже.
V 2 O 5 /TiO 2 Катализатор SCR, 200 cpsi
Отношения альфа от 0,9 до 1 могут использоваться для минимизации проскальзывания аммиака, при этом обеспечивая удовлетворительную конверсию NOx. Однако в приложениях с очень высокими целевыми показателями NOx система SCR должна работать с коэффициентом альфа ≥ 1. В таких случаях проскок аммиака можно контролировать с помощью защитный катализатор (катализатор окисления аммиака), расположенный после катализатора SCR.
Для стационарных применений обычно указывается максимально допустимое проскальзывание NH 3 с типичным значением 5-10 частей на миллион NH 3 .