Dízel-emissziók tisztítása szilárd adalékú SCR-rendszerrel április 02. hétfő, 13:51

Átírás

1 Napjainkban a dízelmotorok kipufogógáz-utókezelése az a terület, ahol szó szerint, minden héten történik valami. A lapunkban is bemutatott Mercedes-Benz Vision GL 40 Bluetec, és a Genfben bemutatott VW Touareg BlueTDI, folyadékadalékú szennyezés-csökkentő technikái után, máris a Mercedes-Benz Vision C 0 Bluetecjének, szilárd adalékú kipufogógáz-utókezelő eljárása vonta magára a szakvilág figyelmét. Bevezetésképp érdemes egy sokakat érdeklő kérdés megválaszolásával kezdeni, mely így hangzik: a belsőégésű motorok károsanyag-kibocsátásának hatósági korlátozása, miért mindig a dízelmotorokat sújtja? A kérdés azért jogos, mert például a 005 óta hatályos Euro 4-es előírás, amely az 1990-es szinthez képest, 91%-kal kevesebb részecske, 95%-kal kevesebb NO, és 98%-kal kevesebb CO-kibocsátást írt elő a dízelmotoros személygépkocsikra. A válasz: azért, mert amint az alábbi diagramból kitűnik, az üzemanyag energiatartalmát nagyobb hatásfokon hasznosító dízelek azonos igénybevétel esetén, még mindig több részecske-, és NO -emissziót bocsátanak ki azonos úthosszon, mint a benzinesek. A dízel 1 / 7

2 kipufogógázok utókezelésének továbbfejlesztése a motorbelső intézkedéseken túl, továbbra is fontos feladat marad. A kipufogógázok részecske-, és a NO -összetevőinek megtisztítása Az üzemanyag-takarékosság érdekében, ma a személygépkocsi belsőégésű motorok, többségükben szegény keverékkoncepciójúak. Munkaközegük légfeleslegben ég el. A kipufogógázukban keletkező NO -tartalom, szelektív módon, csak gáz halmazállapotú ammóniával redukálható, eredményesen. Amíg a kipufogógázok részecske-tartalma alkalmas koromszűrőkkel eredményesen tisztítható, NO -tartalmuk megtisztítására a levegőminőségi határértékek időszakos szigorításával, egyre nehezebben megfelelő megoldást találni. Egyebek között azért, mert a részecske-, és az NO / 7

3 -összetevők külön-külön, csak egymás rovására csökkenthető, a hatékony beavatkozásra csak egyidejű redukálás esetén van esély. 3 / 7

4 Tárolós, és szelektív redukciós NO -tisztítástechikák A dízel részecske-kibocsátás csökkentése és monitorozása szempontjából, a részecskeszűrő használata és kontrollálása napjaink legeredményesebb kipufogógáz-utókezelési eljárása. Tekintettel arra, hogy a részecske-, és az NO -összetevők külön-külön, csak egymás rovására csökkenthetőek, a hatékony beavatkozás csak a kipufogógáz részecske-, és NO -tartalmának egyidejű redukálás esetén lehet eredményes. A dízelmotorok legutóbbi szennyezés-csökkentő technikái, a NO -tárolós, illetőleg a szelektív redukciós katalizátoros tisztítás módszerével egészültek ki. A NO -tárolós eljárás aktív betétanyagának felületén NO -vé oidálja a gáz NO -ét, és báriumsó formájában tárolja azt. Az átalakuláskor az O egy része, a kipufogógáz koromrészecskéinek egy részével, CO -vé oidálódik. A többségük azonban a szűrőbetétben ülepedik le. A leülepedett részecskéket, a motorirányító egység, gázolaj-befecskendezéssel regenerálja. Ennek során nagy 4 / 7

5 koncentrációjú CO és HC keletkezik, a jelenlévő aktív oigén, az N -nél aktívabb szenet, CO -vé oidálja. Úgy, hogy a szűrőben visszamaradt részecskék, CO -vé égnek el. NO -tároló katalizátorral 70% körüli NO -emisszió csökkenés érhető el. A dízel NO -emissziók megtisztításának előbbinél hatékonyabb módja a szelektív katalizátoros eljárás (SCR: Selective Catalyst Reduction). Ez, mint ismeretes, vagy a kipufogógázba juttatott szénhidrogének elégetésekor felszabaduló hőenergiát hasznosítja a gáz NO -tartalmának redukálásához, vagy ammónia, illetőleg karbamid redukálóanyag beporlasztásával hoz létre, hasonló hatást. Hasonló technikával kímélik a környezetet ma a bevezetőben említett dízelüzemű személyautói is. Talán meglepő, hogy eredményes szennyezés-csökkentésük haszonjárműves eredetű, hiszen, mint ismeretes, a Bluetec technikát a gyártó, haszonjárműveken fejlesztette ki és állította rendszerbe. A folyadék adalékú eljárás karbamid-oldat használatára épül, napjainkban ugyanis az ammónia az egyetlen ismert redukálószer, amely a szegénykeverék koncepciójú belsőégésű motorok kipufogógázának NO -tartalmát, oigénre és nitrogénre redukálja. Biztonsági okokból azonban a gépkocsik fedélzetén sűrített ammóniát tárolni nem tanácsos, ezért a NO -redukciójához, biztonságosabb fedélzeti ammóniagenerátort használni. 5 / 7

6 kipufogógázba tartó vázolt -redukciójának helyett, Főképp, folyamat. költsége. Annál Mindezek Célok víz jelenség is csak és jelenléte mert Ezen nagyobb inkább, lehetőségek miatt, szilárd átalakítási porlasztható, miatt, túlmenően, szilárd az miatt, mert reakciósebességű, karbamid USA az halmazállapotú a viszonylag SCR-katalizátor 010-re foka a használt ám szilárd adalékú, sem a bejelentett redukció kis haladhatja AdBlue és karbamid-hányad adalékkal SCR-katalizátor a NO400 C-os folyadékosénál esetén nevű meg végzett -határértékeket redukáló elmarad a 70%-ot. hőmérsékletén, használatával bontható NOkisebb folyadék, a téli jegesedés folyékony NH anyag-felhasználású 3 közvetlenül -ra a célszerű karbamidot redukálószer elleni HNCO-ra. teljesíteni. a fűtés forró oldatban A A katalizátorok nagy katalizátort csekély NO csökkentéséhez redukciójára. A NO 010-től aktivitású, AdBlue -csökkentő NO kibocsátási -tartalom készítsenek, 40 igénybevétele adalék µg/m³-re nagy a intézkedésekkel következő szintjei lép használata szelektivitású, be. tervezett és csak azt követelményekre ötödére a esetén akkor részecskeszűrő NO kapcsolatban -immissziós teljesíthetők, is különös 500 C-nál csökkenhet. kell figyelmet említést előtt határérték nagyobb tekintettel üzemeltethessék. A a cél érdemel, kell katalizátorba az, hőstabilitású fordítani eléréséhez, venni. hogy hogy ezt az a Az EGR motorból, is vas-zeolit és ammónium kihasználva, elkövetkező az használatával, NOeleve alapú kitűzött kellően évek kevés SCR a fokozott - Figyelembe A katalizátorokat gondot -tartalom kell véve fordítani. magas fokozott a NO szintű, nagyobb mértékben átalakítására mértékű, öregedés-, a ezért motor és könnyebb kéntűrővé teljes fordulatszám-tartományban redukálhatóságát. kell alakítani. 6 / 7

7 átalakítási ammonium-karbamát ammónium hasznosul, egyenletes teljes fűtési granulátum-adagoláson mg NO Az Ammonium-karbamátból Gömbalakú SCR katalizátorokban hatásfoka ezért adagolást, elővegyületek a redukció a és próbapadi használatával olyan maradnak. (AC) aktivizálható adalékigénye méretű mérések ammonium-formiátból az A adagolóeszköz AdBlue szilárd a ammónium szublimáción kisebb alapján, granulátum adalékét az szilárd mennyisége, AdBlue méretcsökkentést alapuló meghaladó (AF) a halmazállapotú adalékénál. víztelenítés redukció, ezzel szintre során kis tesz a után növelhető. katalizátor eszközillesztést nagyobb Tekintettel szilárd NOkipufogógáz-utókezelő igénye, /km, adalékanyagú -átalakítási arra, ami az alapoz hogy árban 50 mg/mfd-es az meg, alapuló fagyáspontja és hatásfokon. katalizátortechnika üzemeltetés rendszer a katalizátor, technikát. (Tier kisebb elhelyezhető biztonságban Bin terhelés-csökkentése jelentős 5) -5 C-nál. a motorgyártók amerikai a mértékben motortérben. egyaránt Emiatt határértékek egyaránt elmarad versenyképesebbé jó hozzájárul motor-utókezelő teljesítéséhez, érdekeltek az adagolóeszköz az szublimációval holtidejű, lehetővé, Euro (HS) a teszi 5, minél 80% és (MA) hogy akörüli a részecskeszűrős részecskeszűrőből, átalakítási A folyadékadalékú rövid jövő a utak hatásfok szilárd rendszere SCR-katalizátort adalékanyagé H 75%-ra technika AdBlue-párologtató-keverőegységből, az NO való utóvédharcosaként -tartalom növekedését teljesítésében. fejlesztett NO ki. -hányadának helyezi A a rendszer FEV kilátásba. a motortérben V 50%-os oidációs R SCR-katalizátorból megnövekedését, elhelyezhető, katalizátorból, kombinált áll. Pés az A kínálatát kívül ammónia-generátorral legféltettebb energia-menedzsment a NO számíthatunk. Mivel Petrók másik szilárd -tárolós eddig csodák a János hordozza. adalékanyag vas-zeolit egyetlen katalizátor. titkai nincsenek, közé, Tekintettel anyagú gyártó ellátott (amely 80%-os Részletesebb tartozik. a sem célelérés SCR-katalizátor, a arra, átalakítási jármű helyezett hogy egyik működésükről élettartama a kilátásba hatásfok-lehetősége Mercedes-Benz fontos a beépítését, harmadik csupán eszköze 008 egy előtt éven a 3800 az fedélzeti Vision konkrét NO intelligens belül jelentős liternyi -tárolós C bővebb megoldás 0 ammónia-generátoros, piaci üzemanyaggal Bluetec és ismeretekre lehetőségek fedélzeti járművén az autóipar beéri), 7 / 7