Diesel -Auspuffflüssigkeit

A small bottle and a large cannister, both labeled as "AdBlue"
Ein 1,5-Liter und ein 10-Liter-Adblue-Behälter
Hino Truck und es ist scr neben dem Dieselpartikelfilter (DPF) mit Regenerationsprozess durch die verspätete Kraftstoffeinspritzung, um die Abgabemperatur zu steuern, um Ruß abzubrennen[1][2]
Pkw mit einer AdBlue -Pumpe

Diesel -Auspuffflüssigkeit (Def; auch bekannt als AUS 32 und vermarktet wie AdBlue[3]) ist eine Flüssigkeit, die verwendet wird, um die Menge an zu reduzieren Luftverschmutzung Erstellt von einem Dieselmotor. Insbesondere ist Def ein wässriges Harnstoff Lösung mit 32,5% Harnstoff und 67,5% entionisiertes Wasser. Def wird in a konsumiert Selektive katalytische Reduktion (SCR) das senkt die Konzentration von Stickoxide (NEIN
x) in dem Diesel -Auspuff Emissionen von a Dieselmotor.[4]

Andere Namen

Im internationalen Standard definiert def (ISO 22241), es wird als AUS 32 (wässrige Harnstofflösung 32%) bezeichnet.[5] Def wird auch als AdBlue verkauft, eine eingetragene Marke der Deutscher Verein der Automobilindustrie.

Mehrere Marken von SCR -Systemen verwenden DEF: BlueHDI wird von verwendet von PSA -Gruppe Fahrzeuge einschließlich Peugeot, Citroën, und DS -Automobile Marken; Bluetec durch Daimler AG; und fließt (endgültige niedrige Emission neue Dieselsysteme) durch UD -LKWs.

Hintergrund

Dieselmotoren werden normalerweise mit a betrieben Magerverbrennungs Luft-Brennstoff-Verhältnis (überschreitend Verhältnis), um die volle Verbrennung von Ruß zu gewährleisten und zu verhindern, dass sie unverbrannten Kraftstoff anstreben. Die überschüssige Luft führt zur Generation von NEIN
x, die schädlich sind Schadstoffeaus Stickstoff in der Atmosphäre. SCR wird verwendet, um die Menge an zu reduzieren NEIN
x in die Atmosphäre freigesetzt. Def aus einem separaten Tank wird in die Auspuffrohrlinie injiziert, und die Abgaswärme zersetzt ihn auf Ammoniak. Innerhalb des SCR Katalysator, das NEIN
x werden durch die reduziert Ammoniak hinein Wasser und Stickstoff-, die beide nicht beschlagnahmt sind. Wasser und Stickstoff werden dann durch den Auspuff in die Atmosphäre freigesetzt.[6]

SCR wurde auf Automobile von angewendet Nissan Diesel Corporationund das erste praktische Produkt "Nissan Diesel Quon"wurde im Jahr 2004 eingeführt. Mit der Zusammenarbeit der Öl- und Chemieindustrie wurde bis September 2005 in Japan eine Infrastruktur mit 1.300 Stationen zur Lieferung von DEF erstellt.[7]

Im Jahr 2007 die Ministerium für Umweltschutz der Vereinigten Staaten (EPA) erlassene Anforderungen, um die schädlichen Abgasemissionen erheblich zu reduzieren. Um diesen Standard zu erreichen, Cummins und andere Hersteller von Dieselmotoren entwickelten ein Nachbehandlungssystem, das die Verwendung eines Dieselpartikelfilters (DPF) umfasst.

Da die DPF nicht mit niedrigem Sulfur-Dieselkraftstoff funktioniert, erfordern Dieselmotoren, die den EPA-Emissionsstandards von 2007 entsprechen Ultra-Low-Sulfur-Diesel (ULSD) Kraftstoff, um Schäden an der DPF zu verhindern. Nach einer kurzen Übergangszeit wurde ULSD -Kraftstoff bei Kraftstoffpumpen in den USA und Kanada üblich.

Die EPA -Vorschriften von 2007 sollten eine vorläufige Lösung sein, damit die Hersteller Zeit Zeit haben, sich auf die strengeren EPA -Vorschriften von 2010 vorzubereiten, die sich verringerten NEIN
x Niveau noch weiter.[8] Im Jahr 2008 verlagerte sich die Bedenken hinsichtlich der Einhaltung der Infrastruktur für die DEF -Verteilung.[9]

Die Injektionsrate von DEF in den Auspuff hängt vom spezifischen After-Behandlung-System ab, beträgt jedoch typischerweise 2–6% des Dieselverbrauchsvolumens. Diese niedrige Dosierungsrate sorgt für lange Flüssigkeits -Nachfüllintervalle und minimiert die Größe und das Eindringen des Tanks in den Fahrzeugverpackungsraum. Ein elektronische Kontrolleinheit Passt die Zugabe von Flüssigkeit in Übereinstimmung mit Parametern wie NOx -Spiegel im Abgas (vor Katalysator nach Katalysator und möglicherweise zwischen Katalysatoren, wenn es mehr als eines gibt), den Stromverfüllungsniveau des Stromammoniaks an.[10] Motorbetriebstemperatur und Geschwindigkeit.

Chemie

Def ist eine 32,5% ige Harnstofflösung, (NH
2)
2CO. Wenn es in die Heiße injiziert wird Abgas Bach, das Wasser verdunstet und der Harnstoff thermisch zersetzt[11] Ammoniak bilden (NH
3) und Isocyansäure (HNCO):

(NH
2)
2CO → NH
3 + Hnco

Das Isocyansäure reagiert mit dem Wasserdampf und den Hydrolysen auf Kohlendioxid und Ammoniak:

Hnco + H2O → co2 + NH
3

Insgesamt bisher:

(NH
2)
2CO + H
2O → 2NH
3 + Co2

Ammoniak reduziert in Gegenwart von Sauerstoff und Katalysator zwei verschiedene Stickstoffoxide:[12]

4 nein + 4NH
3 + O
2 → 4N
2 + 6 H2O ("Standard SCR") und
6NEIN
2 + 8NH
3 → 7N
2 + 12 H2O ("NEIN2 SCR -selektive katalytische Reduktion ")
NEIN + NEIN
2 + 2NH
3 → 2N
2 + 3H
2O ("Fast Scr")

Die Gesamtreduzierung von NEIN
x durch Harnstoff ist dann:

2 (NH2)2CO + 4 NEIN + O2 → 4 N2 + 4 H2O + 2 co2 und
4 (NH2)2CO + 6 NEIN2 → 7 N2 + 8 H2O + 4 co2 und
(NH2)2CO + NEIN + NEIN2 → 2 N2 + 2 H2O + CO2

Das Verhältnis zwischen NEIN2 und NEIN bestimmt, welche Reaktionen wie schnell stattfinden. Die höchsten Umwandlungsraten werden erreicht, wenn gleiche Mengen von gleichbußen NEIN2 und NEIN sind vor allem bei Temperaturen zwischen 200 ° C und 350 ° C vorhanden. Wenn es mehr gibt NEIN als NEIN2, Fast SCR und Standard -SCR finden nacheinander statt. Wenn es mehr gibt NEIN2 als NEIN, schnell scr und nein2 SCR findet jedoch nacheinander statt2 SCR ist langsamer als Standard -SCR, und Ammoniaknitrat kann den katalytischen Wandler bilden und vorübergehend deaktivieren.[13]

Betrieb in der Winterzeit

Def friert bei –11 ° C (12 ° F) ein.[14][15] Damit das SCR -Auspuffreinigungssystem bei niedrigen Temperaturen funktioniert, muss eine ausreichende Menge des gefrorenen Def in so kurzer Zeit wie möglich geschmolzen sein, vorzugsweise in der Größenordnung von Minuten. Zum Beispiel 2010 EPA Die Emissionsanforderungen erfordern innerhalb von 70 Minuten einen vollständigen DEF -Kühlmittelfluss.[16][17]

In Europa, Regulierung (EU) Nr. 692/2008 von 2008-07-18 Umsetzung und Änderung der Regulierung (EG) Nr. 715/2007 des Europäischen Parlaments und des Rates für die Typ-Genehmigung von Kraftfahrzeugen in Bezug auf Emissionen von leichten Passagier- und Gewerbefahrzeugen (Euro 5 und Euro 6) und 6) und 6) und 6) und 6) und Euro) und Euro) und der Euro-Fahrzeuge) und der Euro-Fahrzeuge (Euro 6) und Euro-Fahrzeuge) Bei Zugang zu Fahrzeugreparatur- und Wartungsinformationen, die in Anhang XVI Punkt 10 angegeben sind, muss er innerhalb von 20 Minuten beim Starten des Motors bei -15 ° C innerhalb von 20 Minuten verfügbar sein, wenn ein gefrorener Tank bei einer Kerntemperatur von -15 ° C verfügbar sein muss.

Typischerweise wird der gefrorene Def durch Wärme aus dem Motor geschmolzen, z. Motorkühlmittel durch den Def Tank, der von a geregelt wird thermostatisch Kühlmittelsteuerventil. Diese Methode kann erhebliche Zeit dauern, bis das SCR -Auspuffreinigungssystem voll funktionsfähig ist, oft bis zu einer Stunde.[4]

Eine andere Methode zum Auftauen von DEF (und somit einen vollständigen SCR -Betrieb) besteht darin, eine elektrische Heizung in den DEF -Tank zu integrieren. Diese Heizung muss angemessen dimensioniert, positioniert und angetrieben werden, um schnell ausreichend gefrorenen Def zu schmelzen. Es sollte vorzugsweise selbst regulieren, nicht zu überhitzen, wenn (Teil von) die Heizung außerhalb der Flüssigkeit ist. Es sollte auch vorzugsweise selbst regulieren, um komplizierte Sensor- und Temperaturregulierungssysteme zu beseitigen. Darüber hinaus sollte die Heizung 50–60 ° C (122–140 ° F) nicht überschreiten, da Def bei etwa 60 ° C (140 ° F) zu zersetzen beginnt. PTC -Heizungen werden oft verwendet, um dies zu erreichen.

Sicherheit und Lagerung

Die Harnstofflösung ist klar, ungiftig und sicher zu handhaben.[18] Da Harnstoff auf Metalle wie Aluminium korrosive Auswirkungen hat, wird DEF in speziellen Behältern gelagert und transportiert.[19][20] Diese Behälter bestehen normalerweise aus Edelstahl.[20] Die selektiven katalytischen Reduktionssysteme (SCR) und Def -Spender der Fahrzeuge sind so ausgelegt, dass sie keine korrosiven Auswirkungen von Harnstoff auf sie haben.[19] Es wird empfohlen, in einem kühlen, trockenen und gut belüfteten Bereich, der aus direktem Sonnenlicht ist, auf jeden Fall aufbewahrt zu werden. Massenvolumina von DEF sind für die Lagerung in Polyethylenbehältern kompatibel (HDPE, Xlpe), fiberglasverstärktes Kunststoff (FRP) und Stahltanks. Def wird auch oft in gehandhabt Zwischenschüttungsbehälter Für Lagerung und Versand.

DEF wird den Verbrauchern in einer Vielzahl von Mengen angeboten, die von Behältern für einzelne oder wiederholte geringe Verwendung bis hin zu Schüttgutsträgern für Verbraucher reichen, die eine große Menge an Def benötigen. Ab 2013 viele LKW stoppt Def Pumps hinzugefügt haben. Diese befinden sich normalerweise an Kraftstoffpumpen, sodass der Fahrer beide Tanks füllen kann, ohne den LKW zu bewegen.

In Europa bieten zunehmende Anzahl von Kraftstoffstationen AdBlue -Pumpen nicht nur für große Nutzfahrzeuge, sondern auch für Personenwagen.

An Flughäfen, auf denen Def manchmal für Diesel -Bodenservice -Fahrzeuge erforderlich sein kann, muss die Kennzeichnung und Aufbewahrung sorgfältig geleitet werden, um versehentlich gewartet zu werden Düsenflugzeug mit Def statt von Vereisungsinhibitor des Kraftstoffsystems, ein Fehler, der auf mehrere Motor- und Erdungsvorfälle im Flug und auf dem Flug zurückgeführt wurde.[21][22][23]

Versorgungsmangel

Südkorea

Ab Dezember 2021, ein Mangel an Def in Südkorea Ich setzte sich fort und brachte Chaos in seine Wirtschaft. Da der größte Teil des verwendeten Harnstoffs von China geliefert wird, haben sich die Importe verlangsamt, seit China im September obligatorische Inspektionen von Harnstoffexporten eingeführt hat.[24] Fast 97% der Harnstoffimporte Südkoreas kamen zwischen Januar und September aus China. Im Jahr 2015 hatte Südkorea es für Dieselautos für die Verwendung von Harnstofflösungen zur Kontrolle der Emissionen verpflichtet, ein Schritt, der jetzt 40% der registrierten Fahrzeuge betrifft. Die seit 2015 hergestellten Dieselfahrzeuge mussten mit SCR -Systemen ausgestattet sein.[25] Die südkoreanische Regierung begann mit der Rationierung der Harnstofflösung und verbot ihren Wiederverkauf, als die Panik von Fahrern einen akuten Mangel verschärfte, der dazu führen konnte, dass Transport und Industrie zum Stillstand kommen.[26]

Australien

Anfang Dezember 2021 die australisch Die National Road Transport Association äußerte sich aufgrund des Mangels an Harnstoff in China auch Bedenken hinsichtlich eines Mangels an DEF im Land.[27] China begrenzte Exporte, um seine inländischen Vorräte und steigende Def -Preise zu schützen. Bis Mitte Dezember gab es in Australien ungefähr 7 Wochen lang adBlue.[28] Am 14. Dezember gab ein australisches Unternehmen an, ein neues Werk zu bauen.[29]

Verweise

  1. ^ "Hino standardisierte SCR -Einheit". Hino -Motoren. Archiviert von das Original am 5. August 2014. Abgerufen 30. Juli 2014.
  2. ^ "Die DPR -Zukunft" (PDF). Hino -Motoren. Abgerufen 30. Juli 2014.
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  6. ^ "Wie es funktioniert". H2BLU.
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  8. ^ Mark Quasius (1. Mai 2013). "2010 EPA Emissionsstandards und Diesel -Auspuffflüssigkeit". Familienring. Abgerufen 3. Dezember 2021.
  9. ^ Brian Straight (28. Mai 2008). "Def -Infrastruktur in gutem Zustand". Flottenbesitzer. Abgerufen 3. Dezember 2021.
  10. ^ "Abgasbehandlung mit Doppelinjektionstechnologie". Bosch. Abgerufen 2022-05-08.
  11. ^ Kuternowski, Filip; Staszak, Maciej; Staszak, Katarzyna (Juli 2020). "Modellierung der Harnstoff -Zersetzung in der selektiven katalytischen Reduktion (SCR) für Systeme von Dieselabgasen nach der Behandlung nach endlicher Volumenmethode". Katalysatoren. 10 (7): 749. doi:10.3390/Catal10070749.
  12. ^ EP 2551009Harris, Thomas M.; Ayyappan, Ponnaiyan & Dou, Danan, "Diesel-Auspuffflüssigkeitsformulierung mit einem hohen Ammoniumgehalt und einem niedrigen Gefrierpunkt", veröffentlicht 2013-01-30, zugewiesen zu Deere & Co. 
  13. ^ Koebel, Manfred; Madia, Giuseppe; Elsener, Martin (2002). "Selektive katalytische Reduktion von NO und NO2 bei niedrigen Temperaturen ". Katalyse heute. 73.
  14. ^ "AdBlue, was Dieselfahrzeugbesitzer wissen müssen". www.rix.co.uk. Abgerufen 2019-11-20.
  15. ^ Panayi, Adam (2017). "Häufig gestellte Fragen". Discoverdef.com. Abgerufen 29. Dezember 2017.
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  17. ^ "Die 5 Fakten und die Fiktion der Diesel -Auspuffflüssigkeit". Victory Blue - Diesel -Auspuffflüssigkeit. 2016. archiviert von das Original am 29. Dezember 2017. Abgerufen 29. Dezember 2017.
  18. ^ "3. Hazardidentifikation" (PDF). Harnstofflösung 32,5% Material Sicherheitsblatt. Fertiberien. 2008-08-21. p. 2. 3.1 - Für die menschliche Gesundheit… das Produkt hat eine geringe Toxizität und es wird nicht angenommen, dass es für die Gesundheit schädlich sein könnte. … 3.1.5. -Langzeiteffekte:… Harnstoff ist eine Substanz, die im Körper als Folge von Proteinen während des Stoffwechsels auftritt. Sie wird mit dem beseitigt Urin.
  19. ^ a b "Harnstofftanks für Diesel -Lastwagen - das ist das Gesetz in den Vereinigten Staaten ab 2010". Eurkalert von AAAs betrieben. 10. November 2008. Abgerufen 22. Juli 2020.
  20. ^ a b "Harnstoff - Krampitz -Lagertanks". 5. Oktober 2016. Abgerufen 22. Juli 2020.
  21. ^ Epstein, Curt (24. August 2018). "Nahe Anruf für Falcon mit Def-kontaminierter Kraftstoff". Ain online. Abgerufen 2021-07-08.
  22. ^ Thurber, Matt (27. Mai 2019). "Def Contamination senkt zwei Zitate". Ain online. Abgerufen 2021-07-08.
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  24. ^ Kyung-min, Lee (9. November 2021). "Kein unmittelbares Ende für Dieselabgasflüssigkeitsmangel in Korea". Die Korea -Zeit. ISSN 0712-1733. Archiviert vom Original am 9. November 2021. Abgerufen 6. Januar 2022.
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  26. ^ Yang, Heekyong (11. Oktober 2021). "S. Korea -Rationen Harnstoff inmitten von Mangel, Fahrer Panik kaufen". Reuters. Abgerufen 17. November 2021.
  27. ^ Sparkes, David (3. Dezember 2021). "Dieselkrise droht, Australien zum Stillstand zu bringen, warnt die Transportindustrie". abc Nachrichten. Archiviert Aus dem Original am 3. Januar 2022. Abgerufen 6. Januar 2022.
  28. ^ Belot, Henry (13. Dezember 2021). "Australien, um mehr entscheidende LKW -Chemikalie zu bekommen, nachdem China auf dem Weltmarkt niedergeschlagen ist". abc Nachrichten. Australian Broadcasting Corporation. Abgerufen 13. Dezember 2021.
  29. ^ Macdonald-Smith, Angela; Evans, Simon (14. Dezember 2021). "AdBlue Crisis feuert 2,6 Mrd. USD südaustralischer Harnstoffunternehmen in Höhe von 2,6 Mrd. USD". Die australische finanzielle Überprüfung. Abgerufen 15. Dezember 2021.

Externe Links