การใช้ยูเรียในเครื่องยนต์ดีเซล

กฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมสมัยใหม่กำหนดขีด จำกัด ที่เข้มงวดเกี่ยวกับค่ามลพิษในไอเสียของเครื่องยนต์ดีเซล สิ่งนี้ทำให้วิศวกรต้องมองหาโซลูชันใหม่ๆ เพื่อให้ได้มาตรฐาน หนึ่งในนั้นคือการใช้ยูเรียสำหรับเชื้อเพลิงดีเซลในระบบบำบัดไอเสีย SCR (Selective Catalytic Reduction) เครื่องยนต์เดมเลอร์ที่ใช้เทคโนโลยีนี้เรียกว่า Bluetec

ระบบ SCR คืออะไร

โปรโตคอลด้านสิ่งแวดล้อม Euro 6 มีผลบังคับใช้ใน 28 ประเทศในสหภาพยุโรปตั้งแต่ปี 2015 ภายใต้มาตรฐานใหม่ ผู้ผลิตรถยนต์ดีเซลมีข้อกำหนดที่เข้มงวด เนื่องจากเครื่องยนต์ดีเซลสร้างความเสียหายอย่างใหญ่หลวงต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของมนุษย์ ปล่อยเขม่าและไนโตรเจนออกไซด์สู่บรรยากาศ

แม้ว่าการใช้เครื่องฟอกไอเสียเชิงเร่งปฏิกิริยาแบบสามทางจะเพียงพอที่จะทำความสะอาดก๊าซไอเสียของเครื่องยนต์เบนซิน แต่อุปกรณ์ที่ซับซ้อนกว่าสำหรับการทำให้สารประกอบที่เป็นพิษเป็นกลางในก๊าซไอเสียเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับเครื่องยนต์ดีเซล ประสิทธิภาพในการทำความสะอาด CO (คาร์บอนมอนอกไซด์), CH (ไฮโดรคาร์บอน) และอนุภาคเขม่าจากก๊าซไอเสียของเครื่องยนต์ดีเซลจะเพิ่มขึ้นที่อุณหภูมิการเผาไหม้สูง ในขณะที่ NOx กลับลดลง การแก้ปัญหานี้คือการนำตัวเร่งปฏิกิริยา SCR เข้าสู่ระบบไอเสีย ซึ่งใช้ดีเซลยูเรียเป็นพื้นฐานสำหรับการสลายตัวของสารประกอบที่เป็นพิษของไนโตรเจนออกไซด์ (NOx)

เพื่อลดการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตราย วิศวกรได้พัฒนาระบบทำความสะอาดดีเซลแบบพิเศษ - Bluetec คอมเพล็กซ์ประกอบด้วยระบบที่สมบูรณ์สามระบบ ซึ่งแต่ละระบบจะกรองสารประกอบที่เป็นพิษและสลายสารประกอบทางเคมีที่เป็นอันตราย:

• Catalyst - ทำให้ CO และ CH เป็นกลาง
• ตัวกรองอนุภาค - ดักจับอนุภาคเขม่า
• เครื่องฟอกไอเสียเชิงเร่งปฏิกิริยา SCR - ลดการปล่อย NOx ด้วยยูเรีย

ระบบทำความสะอาดระบบแรกใช้กับรถบรรทุกและรถยนต์ของเมอร์เซเดส-เบนซ์ ทุกวันนี้ ผู้ผลิตหลายรายกำลังเปลี่ยนยานพาหนะของตนให้เป็นระบบทำความสะอาดแบบใหม่และใช้ยูเรียในเครื่องยนต์ดีเซลเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านการควบคุมสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวด

ยูเรียเทคนิค AdBlue

ยูเรียเป็นผลิตภัณฑ์สุดท้ายของการเผาผลาญของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมตั้งแต่ศตวรรษที่ XNUMX กรดคาร์บอนิกไดโอไมด์ถูกสังเคราะห์จากสารประกอบอนินทรีย์และใช้กันอย่างแพร่หลายในการเกษตร ในอุตสาหกรรมยานยนต์ สารละลายของของเหลวทางเทคนิค Adblue เป็นสารออกฤทธิ์ในการทำให้ก๊าซไอเสียที่เป็นพิษจากไนโตรเจนออกไซด์บริสุทธิ์

Adblue เป็นยูเรีย 40% และน้ำกลั่น 60% องค์ประกอบถูกฉีดเข้าไปในระบบ SCR ที่หัวฉีดซึ่งก๊าซไอเสียผ่าน ปฏิกิริยาการสลายตัวเกิดขึ้น ซึ่งไนตริกออกไซด์แตกตัวเป็นไนโตรเจนและโมเลกุลของน้ำที่ไม่เป็นอันตราย

ยูเรียทางเทคนิคสำหรับดีเซล - Adblue ไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับยูเรียยูเรียซึ่งใช้ในภาคอุตสาหกรรมเกษตรและเภสัชวิทยา

Edblue ในเครื่องยนต์ดีเซล

ระบบบำบัดไอเสียเหลวหรือตัวแปลง SCR เป็นระบบปิดซึ่งไอเสียดีเซลที่ปราศจากเขม่าไหลผ่าน ของเหลว Adblue ถูกเทลงในถังบรรจุในตัวและฉีดเข้าไปในท่อร่วมไอเสียในปริมาณที่วัดได้ก่อนเข้าสู่ตัวแปลง

ก๊าซผสมจะเข้าสู่หน่วยการทำให้เป็นกลางของ SCR ซึ่งเกิดปฏิกิริยาเคมีเพื่อย่อยสลายไนตริกออกไซด์โดยใช้แอมโมเนียในยูเรีย เมื่อใช้ร่วมกับไนตริกออกไซด์ โมเลกุลของแอมโมเนียจะแตกตัวเป็นส่วนประกอบที่ไม่เป็นอันตรายต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม

หลังจากรอบการทำความสะอาดเสร็จสมบูรณ์ ปริมาณมลพิษขั้นต่ำจะปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ พารามิเตอร์การปล่อยมลพิษเป็นไปตามโปรโตคอล Euro-5 และ Euro-6

หลักการทำงานของระบบทำความสะอาดไอเสียดีเซล

ระบบบำบัดภายหลังเครื่องยนต์ดีเซลที่สมบูรณ์ประกอบด้วยเครื่องฟอกไอเสียเชิงเร่งปฏิกิริยา ตัวกรองอนุภาค และระบบ SCR หลักการทำงานของการทำความสะอาดเป็นขั้นตอน:

1. ก๊าซไอเสียเข้าสู่เครื่องฟอกไอเสียเชิงเร่งปฏิกิริยาและตัวกรองอนุภาค เขม่าถูกกรอง อนุภาคเชื้อเพลิงถูกเผาไหม้ และกำจัดคาร์บอนมอนอกไซด์และไฮโดรคาร์บอน
2. หัวฉีดใช้เพื่อฉีด AdBlue จำนวนหนึ่งลงในการเชื่อมต่อระหว่างตัวกรองอนุภาคดีเซลและตัวเร่งปฏิกิริยา SCR โมเลกุลยูเรียสลายตัวเป็นแอมโมเนียและกรดไอโซไซยานิก
3. แอมโมเนียรวมกับไนโตรเจนออกไซด์ ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่อันตรายที่สุดของน้ำมันดีเซลใช้แล้ว โมเลกุลถูกแยกออกซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของน้ำและไนโตรเจน ก๊าซไอเสียที่ไม่เป็นอันตรายถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ

องค์ประกอบของยูเรียสำหรับดีเซล

แม้จะมีความเรียบง่ายที่เห็นได้ชัดของน้ำมันเครื่องยนต์ดีเซล แต่ก็เป็นไปไม่ได้ที่จะเตรียมยูเรียด้วยตัวเองโดยใช้ปุ๋ยอินทรีย์ สูตรของโมเลกุลยูเรีย (NH2) 2CO เป็นผลึกสีขาวไม่มีกลิ่น ละลายในน้ำและตัวทำละลายที่มีขั้ว (แอมโมเนียเหลว เมทานอล คลอโรฟอร์ม ฯลฯ)

สำหรับตลาดยุโรป ของเหลวนั้นผลิตขึ้นภายใต้การดูแลของ VDA (สมาคมอุตสาหกรรมยานยนต์แห่งเยอรมนี) ซึ่งออกใบอนุญาตให้บริษัทผู้ผลิต ซึ่งบางแห่งจัดหาของเหลวสำหรับตลาดในประเทศ

ในรัสเซีย การปลอมแปลงภายใต้แบรนด์ AdBlue มีมากกว่า 50% ดังนั้นเมื่อซื้อยูเรียสำหรับเครื่องยนต์ดีเซลที่ผลิตในรัสเซีย คุณต้องได้รับคำแนะนำจากเครื่องหมาย "การปฏิบัติตาม ISO 22241-2-2009"

ข้อดีและข้อเสีย

ข้อดีของการใช้ยูเรียนั้นชัดเจน - เฉพาะกับรีเอเจนต์นี้เท่านั้น ระบบบำบัดไอเสียของเครื่องยนต์ดีเซล SCR สามารถทำงานได้อย่างเต็มที่และตรงตามข้อกำหนดของมาตรฐาน Euro 6

นอกจากการปกป้องสิ่งแวดล้อมแล้ว ประโยชน์ของการทำให้บริสุทธิ์ด้วยยูเรียยังรวมถึงประเด็นต่อไปนี้:

• ปริมาณการใช้รถยนต์เพียง 100 กรัมต่อ 1000 กม.
• ระบบ SCR ถูกรวมเข้ากับรถยนต์ดีเซลสมัยใหม่
• ในบางประเทศภาษีสำหรับการใช้รถจะลดลงหากมีการติดตั้งระบบทำความสะอาดยูเรีย และไม่มีความเสี่ยงที่จะถูกปรับ

น่าเสียดายที่ระบบยังมีข้อเสีย:

• จุดเยือกแข็งของยูเรียอยู่ที่ -11 °C;
• ความจำเป็นในการเติมเชื้อเพลิงเป็นประจำ
• ค่าใช้จ่ายของรถเพิ่มขึ้น
• ของเหลว Adblue ปลอมจำนวนมาก
• ข้อกำหนดที่เพิ่มขึ้นสำหรับคุณภาพน้ำมันเชื้อเพลิง
• การซ่อมแซมส่วนประกอบของระบบที่มีราคาแพง

ระบบขัดถูยูเรียแบบบูรณาการที่สร้างขึ้นในรถยนต์ดีเซลยังคงเป็นวิธีเดียวที่จะลดการปล่อยสารพิษ ความยากลำบากในการใช้งาน ค่ารีเอเจนต์รถบรรทุกสูง น้ำมันคุณภาพต่ำ และเชื้อเพลิงดีเซล ทำให้ผู้ขับขี่หลายคนเลือกที่จะปิดระบบและติดตั้งอีมูเลเตอร์

อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่ายูเรียยังคงเป็นสารเคมีดีเซลชนิดเดียวที่ป้องกันการปล่อยไนตริกออกไซด์สู่สิ่งแวดล้อม ซึ่งอาจนำไปสู่มะเร็งได้