Aplikasi urea pada mesin diesel
kadar
Peraturan lingkungan modern menempatkan batasan ketat pada nilai emisi polutan dalam gas buang mesin diesel. Ini memaksa para insinyur untuk mencari solusi baru untuk memenuhi standar. Salah satunya adalah penggunaan urea untuk bahan bakar solar pada sistem aftertreatment knalpot SCR (Selective Catalytic Reduction). Mesin Daimler yang menggunakan teknologi ini disebut Bluetec.
Apa itu sistem SCR?
Protokol lingkungan Euro 6 telah berlaku di 28 negara Uni Eropa sejak 2015. Di bawah standar baru, produsen mobil diesel memiliki persyaratan ketat karena mesin diesel menyebabkan kerusakan besar pada lingkungan dan kesehatan manusia, mengeluarkan jelaga dan nitrogen oksida ke atmosfer.
Sementara penggunaan catalytic converter tiga arah cukup untuk membersihkan gas buang dari mesin bensin, perangkat yang lebih canggih untuk menetralkan senyawa beracun dalam gas buang diperlukan untuk mesin diesel. Efisiensi pembersihan CO (karbon monoksida), CH (hidrokarbon) dan partikel jelaga dari gas buang mesin diesel meningkat pada suhu pembakaran yang tinggi, sedangkan NOx, sebaliknya, menurun. Solusi untuk masalah ini adalah pengenalan katalis SCR ke dalam sistem pembuangan, yang menggunakan urea diesel sebagai dasar untuk dekomposisi senyawa beracun nitrogen oksida (NOx).
Untuk mengurangi emisi berbahaya, para insinyur telah mengembangkan sistem pembersihan diesel khusus - Bluetec. Kompleks ini terdiri dari tiga sistem lengkap, yang masing-masing menyaring senyawa beracun dan memecah senyawa kimia berbahaya:
- Katalis - menetralkan CO dan CH.
- Filter partikulat - menjebak partikel jelaga.
- Konverter katalitik SCR - Mengurangi emisi NOx dengan urea.
Sistem pembersihan pertama digunakan pada truk dan mobil Mercedes-Benz. Saat ini, banyak produsen mengubah kendaraan mereka ke sistem pembersihan baru dan menggunakan urea dalam mesin diesel untuk memenuhi persyaratan pengendalian lingkungan yang ketat.
Urea teknis AdBlue
Produk akhir metabolisme mamalia, urea, telah dikenal sejak abad ke-XNUMX. Diomida asam karbonat disintesis dari senyawa anorganik dan banyak digunakan di bidang pertanian. Dalam industri otomotif, solusi cairan teknis Adblue sebagai zat aktif dalam pemurnian gas buang beracun dari nitrogen oksida.
Adblue adalah 40% urea dan 60% air suling. Komposisi disuntikkan ke dalam sistem SCR di nosel yang dilalui oleh gas buang. Reaksi dekomposisi terjadi, di mana oksida nitrat terurai menjadi molekul nitrogen dan air yang tidak berbahaya.
Urea teknis untuk diesel - Adblue tidak ada hubungannya dengan urea urea, yang digunakan di sektor agroindustri dan farmakologi.
Edblue di mesin diesel
Sistem aftertreatment knalpot cair, atau konverter SCR, adalah sistem tertutup di mana knalpot diesel bebas jelaga mengalir. Cairan adblue dituangkan ke dalam tangki mandiri dan disuntikkan ke pipa knalpot dalam dosis terukur sebelum memasuki konverter.
Campuran gas memasuki unit netralisasi SCR, di mana reaksi kimia terjadi untuk menguraikan oksida nitrat dengan mengorbankan amonia dalam urea. Dalam kombinasi dengan oksida nitrat, molekul amonia memecahnya menjadi komponen yang tidak berbahaya bagi manusia dan lingkungan.
Setelah siklus pembersihan lengkap, jumlah minimum polutan yang dipancarkan ke atmosfer, parameter emisi sesuai dengan protokol Euro-5 dan Euro-6.
Prinsip pengoperasian sistem pembersihan knalpot diesel
Sistem aftertreatment mesin diesel lengkap terdiri dari catalytic converter, filter partikulat, dan sistem SCR. Prinsip operasi pembersihan secara bertahap:
- Gas buang masuk ke catalytic converter dan filter partikulat. Jelaga disaring, partikel bahan bakar dibakar, dan karbon monoksida serta hidrokarbon dihilangkan.
- Injektor digunakan untuk menyuntikkan sejumlah tertentu AdBlue ke dalam sambungan antara filter partikulat diesel dan catalytic converter SCR. Molekul urea terurai menjadi amonia dan asam isosianat.
- Amonia bergabung dengan nitrogen oksida, komponen paling berbahaya dari bahan bakar diesel bekas. Molekul terpecah, yang mengarah pada pembentukan air dan nitrogen. Gas buang yang tidak berbahaya dilepaskan ke atmosfer.
Komposisi urea untuk solar
Terlepas dari kesederhanaan yang tampak dari cairan mesin diesel, tidak mungkin membuat urea sendiri menggunakan pupuk organik. Rumus molekul urea (NH2) 2CO, secara fisik berupa kristal putih tidak berbau, larut dalam air dan pelarut polar (amonia cair, metanol, kloroform, dll.).
Untuk pasar Eropa, cairan diproduksi di bawah kendali VDA (Asosiasi Industri Otomotif Jerman), yang mengeluarkan lisensi kepada perusahaan manufaktur, beberapa di antaranya memasok cairan untuk pasar domestik.
Di Rusia, pemalsuan dengan merek AdBlue lebih dari 50%. Jadi, saat membeli urea untuk mesin diesel buatan Rusia, Anda harus dipandu oleh tanda "Kepatuhan dengan ISO 22241-2-2009".
Pro dan Kontra
Keuntungan menggunakan urea sudah jelas - hanya dengan reagen ini sistem pengolahan gas buang mesin diesel SCR dapat berfungsi penuh dan memenuhi persyaratan Standar Euro 6.
Selain menjaga lingkungan, manfaat pemurnian urea antara lain adalah sebagai berikut:
- konsumsinya untuk mobil hanya 100 g per 1000 km;
- sistem SCR terintegrasi ke dalam kendaraan diesel modern;
- di beberapa negara pajak atas penggunaan kendaraan berkurang jika sistem pembersihan urea dipasang, dan tidak ada risiko denda.
Sayangnya, sistem ini juga memiliki kelemahan:
- titik beku urea sekitar -11 °C;
- kebutuhan untuk pengisian bahan bakar secara teratur;
- biaya mobil meningkat;
- sejumlah besar cairan Adblue palsu;
- peningkatan persyaratan untuk kualitas bahan bakar;
- perbaikan mahal untuk komponen sistem.
Sistem scrubbing urea terintegrasi yang terpasang pada kendaraan diesel tetap menjadi satu-satunya cara untuk mengurangi emisi beracun. Kesulitan dalam pengoperasian, biaya reagen truk yang tinggi, cairan berkualitas rendah dan bahan bakar diesel membuat banyak pengemudi memilih untuk menonaktifkan sistem dan memasang emulator.
Namun, penting untuk dipahami bahwa urea tetap menjadi satu-satunya bahan kimia diesel yang mencegah pelepasan oksida nitrat ke lingkungan, yang dapat menyebabkan kanker.
