Жидкость для выхлопных газов дизельного двигателя - Diesel exhaust fluid

Жидкость для выхлопных газов дизельного двигателя в канистре 5 л
Грузовик Hino и его SCR рядом с сажевый фильтр (DPF) с процессом регенерации за счет позднего впрыска топлива для контроля температуры выхлопных газов с целью сжигания сажи[1][2]

Жидкость для выхлопных газов дизельного двигателя (DEF; также известен как 32 австралийских долларов и продается как AdBlue) представляет собой жидкость, используемую для уменьшения количества загрязнение воздуха создан дизельным двигателем. В частности, DEF представляет собой водный раствор мочевины, содержащий 32,5% мочевина и 67,5% деионизированная вода. DEF потребляется в селективное каталитическое восстановление (SCR), что снижает концентрацию оксиды азота (Нет
Икс) в выхлоп дизеля выбросы из дизельный двигатель.[3]

Другие имена

В международном стандарте, определяющем DEF (ISO 22241), он обозначается как AUS 32 (32% водный раствор мочевины).[4] DEF также продается как AdBlue, зарегистрированная торговая марка Немецкая ассоциация автомобильной промышленности.

Несколько брендов системы SCR используют DEF: BlueHDI используется Группа PSA автомобили в том числе Пежо, Citroen, и DS Автомобили бренды; BlueTec к Daimler AG; и FLENDS (Новая дизельная система с низким уровнем выбросов) UD Trucks.

Фон

Дизельные двигатели могут работать с тощий ожог соотношение воздух-топливо (сверхстехиометрический соотношение), чтобы обеспечить полное сгорание сажи и предотвратить их истощение несгоревшего топлива. Избыточный воздух обязательно приводит к образованию Нет
Икс, которые вредны загрязняющие вещества, из азота в воздухе. SCR используется для уменьшения количества Нет
Икс выпущен в атмосферу. DEF из отдельного бака впрыскивается в выхлопной трубопровод. В ЮКЖД катализатор, то Нет
Икс восстанавливаются аммиаком до воды и азот, которые менее загрязняют окружающую среду. Затем вода и азот выбрасываются в атмосферу через выхлоп.[5]

Скорость впрыска DEF в выхлопные газы зависит от конкретной системы последующей обработки, но обычно составляет 2–6% от объема расхода дизельного топлива. Такая низкая скорость дозирования обеспечивает длительные интервалы между доливами жидкости и сводит к минимуму размер бака (и проникновение в пространство упаковки транспортного средства). An электронный блок управления регулирует добавление жидкости в соответствии с такими параметрами, как двигатель Рабочая Температура и скорость.

Химия

DEF - 32,5% раствор мочевины, (NH
2)
2CO. Когда его вводят в горячую выхлопной газ поток, вода испаряется, а мочевина термически разлагается[6] с образованием аммиака (NH
3) и изоциановая кислота (HNCO):

(NH
2)
2CO → NH
3 + HNCO

В изоциановая кислота реагирует с водяным паром и гидролизуется до диоксида углерода и аммиака:

HNCO + ЧАС
2О → CO
2 + NH
3

В целом на данный момент:

(NH
2)
2CO + ЧАС
2О → 2 NH
3 + CO
2

Аммиак в присутствии кислорода и катализатора восстанавливает два разных оксида азота:[7]

4 НО + 4NH
3 + О
2 → 4 N
2 + 6 ЧАС
2О и
6 Нет
2 + 8 NH
3 → 7 N
2 + 12 ЧАС
2О

Общее сокращение Нет
Икс по мочевине тогда:

2 (NH
2)
2CO + 4 НЕТ + О
2 → 4 N
2 + 4 ЧАС
2О + 2 CO
2 и
4 (NH
2)
2CO + 6 Нет
2 → 7 N
2 + 8 ЧАС
2О + 4 CO
2

Работа в зимнее время

DEF замерзает при -11 ° C (12 ° F).[8][9] Для того чтобы система очистки выхлопных газов SCR работала при низких температурах, достаточное количество замороженного DEF должно быть растоплено за максимально короткое время, предпочтительно порядка минут. Например, 2010 г. EPA Требования к выбросам требуют полного потока охлаждающей жидкости DEF в течение 70 минут.[10][11]

Обычно замороженный DEF расплавляется за счет тепла двигателя, например охлаждающая жидкость двигателя, проходящая через бак DEF, регулируется термостатический регулирующий клапан охлаждающей жидкости. Этот метод может занять значительное время, прежде чем система очистки выхлопных газов SCR станет полностью работоспособной, часто до часа.[3]

Еще один способ разморозить DEF (и, таким образом, обеспечить полную работу SCR) - это встроить электрический нагреватель в бак DEF. Этот нагреватель должен иметь соответствующие размеры, расположение и питание, чтобы быстро растопить достаточно замороженного DEF. Желательно, чтобы он был саморегулирующимся, чтобы не перегреваться, если (часть) нагреватель находится вне жидкости. Также желательно, чтобы он был саморегулирующимся, чтобы исключить любые сложные датчики и системы регулирования температуры. Кроме того, температура нагревателя не должна превышать 50–60 ° C (122–140 ° F), так как DEF начинает разлагаться примерно при 60 ° C (140 ° F). Нагреватели PTC часто используются для этого.

Безопасность и хранение

Раствор мочевины прозрачный, нетоксичный и безопасный в обращении.[12] Поскольку мочевина оказывает коррозионное воздействие на такие металлы, как алюминий, DEF хранится и транспортируется в специальных контейнерах.[13][14] Эти контейнеры обычно изготавливаются из нержавеющей стали.[14] Системы селективного каталитического восстановления (SCR) в транспортных средствах и дозаторы DEF сконструированы таким образом, что на них не оказывается коррозионного воздействия мочевины.[13] Рекомендуется хранить DEF в прохладном, сухом и хорошо вентилируемом месте, защищенном от прямых солнечных лучей. Объемные объемы DEF совместимы для хранения в полиэтиленовых контейнерах (HDPE, XLPE ), пластик, армированный стекловолокном (FRP ) и стальные резервуары. DEF также часто обрабатывается в контейнеры средней грузоподъемности на хранение и отгрузку.

Жидкость для дизельных выхлопных газов предлагается потребителям в различных количествах - от контейнеров для одноразового или многократного использования в небольших количествах до балкеров для потребителей, которым требуется большое количество DEF. По состоянию на 2013 год ряд грузовик останавливается добавлены насосы DEF, которые дозируют DEF. Обычно они расположены рядом с топливными насосами, поэтому водитель может заправить оба бака, не перемещая грузовик.

В Европе все больше заправочных станций предлагают насосы AdBlue не только для больших коммерческих автомобилей, но и для легковых автомобилей.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Стандартизованный блок SCR Hino». Hino Motors. Архивировано из оригинал 5 августа 2014 г.. Получено 30 июля 2014.
  2. ^ «Будущее ДНР» (PDF). Hino Motors. Получено 30 июля 2014.
  3. ^ а б "Что такое DEF?" (PDF). Cummins Filtration.
  4. ^ «ISO 22241-4: 2019 Дизельные двигатели - агент восстановления NOx AUS 32». ISO (Международная организация по стандартизации). 2019-07-01.
  5. ^ "Как это устроено". H2Blu.
  6. ^ Kuternowski, Filip; Сташак, Мацей; Сташак, Катажина (июль 2020 г.). «Моделирование разложения мочевины при селективном каталитическом восстановлении (СКВ) для систем доочистки выхлопных газов дизельных двигателей методом конечных объемов». Катализаторы. 10 (7): 749. Дои:10.3390 / catal10070749.
  7. ^ EP 2551009, «Состав жидкости для выхлопных газов дизельного двигателя с высоким содержанием аммония и низкой температурой замерзания», опубликовано 30 января 2013 г. 
  8. ^ «AdBlue. Что нужно знать владельцам дизельных автомобилей». www.rix.co.uk. Получено 2019-11-20.
  9. ^ Панайи, Адам (2017). "Часто задаваемые вопросы". Discoverdef.com. Получено 29 декабря 2017.
  10. ^ «Доставка и хранение оборудования DEF». Cummins Inc., 2017 г.. Получено 29 декабря 2017.
  11. ^ «5 фактов и вымысла о жидкости для выхлопных газов дизельных двигателей». Victory Blue - жидкость для выхлопных газов дизельных двигателей. 2016. Архивировано с оригинал 29 декабря 2017 г.. Получено 29 декабря 2017.
  12. ^ «3. Идентификация опасностей» (PDF). Раствор мочевины 32,5% Паспорт безопасности материала. Fertiberia. 21 августа 2008 г. п. 2. 3.1– Для здоровья человека… Продукт малотоксичен и не считается вредным для здоровья. … 3.1.5. - Долгосрочные эффекты:… Мочевина - это вещество, которое появляется в организме в результате метаболизма белков, оно выводится с моча.
  13. ^ а б «Цистерны мочевины на дизельных грузовиках - это закон США с 2010 года». EurekAlert обслуживается AAAS. 10 ноября 2008 г.. Получено 22 июля 2020.
  14. ^ а б «Емкости для хранения карбамида - Крампиц». Получено 22 июля 2020.

внешняя ссылка