Szelektív Katalitikus Redukció (SCR) Zeolit Katalizátorok: A Kipufogógáz Tisztításának Csúcsán
Egy korábbi cikkünkben kifejtettük, hogy milyen dolgok található a belső égésű motorok kipufogógázaiban, és hogy hogyan kezdte el az ipar a környezetre kevésbé károssá tenni azt. A 2000-es években elérkezett a pillanat, amikor új ötletekre volt szükség a belső égésű motorok égéstermékeinek környezetbaráttá tételére. A dízelmotorok felbukkanása nem véletlen.
A kipufogógázokban az élő szervezetekre legártalmasabb égéstermék kétséget kizáróan a nitrogén-oxidok családja. Ebből az következik, hogy minden munkaütemben több levegő, ezáltal több nitrogén kerül a hengertérbe, mint amennyi az ideális égéshez indokolt lenne, ráadásul a gázolaj egy alapvetően gyengébb minőségű hajtóanyag, így az égés eleve nem lehet tökéletes.
Mi a Szelektív Katalitikus Redukció (SCR)?
Mi húzódik a hárombetűs rövidítés mögött? A szelektív katalizátoros redukció (SCR - Selectiv Catalytic Reduction), vagy más elnevezéssel az „AdBlue” technológia egyre szélesebb körben terjed. Az SCR katalizátor az SCR rendszer központi eleme. Az scr technológia lényege, hogy AdBlue folyadékot vagyis karbamid oldatot fecskendeznek a kipufogógázba mely egy speciális katalizátorba lép be. Miért van erre szükség? A nitrogén-oxidok redukálását ammónia végzi katalizátor közreműködésével. Mivel azonban ammóniát biztonsági okok miatt nem lehet a fedélzeten szállítani, a kutatók kifejlesztettek egy olyan adalékot, melynek használatával veszélytelen módon kerülhet ammónia a katalizátorba.
Noha Japán autóiparát gyakran éri az a kritika, hogy feltalált dolgok továbbfejlesztésében jártasabbak, mint az abszolút innovativitásban, az SCR katalizátort (Selective Catalytic Reduction) először a Nissan Diesel Corporation alkalmazta, mégpedig teherautókon. Hozzá kell tennünk ugyanakkor, hogy maga az ötlet jóval régebbre nyúlik vissza. 1957-ben az Engelhard Corporation x-et használt katalizátorként az Egyesült Államokban és ammóniát redukáló szerként. Az 1960-as évek elején Japán és az Egyesült Államok tovább fejlesztette az SCR technológiát, kutatásaik az olcsóbb és tartósabb katalizátorokra összpontosultak. Az IHI 1978-ban telepítette az első nagy SCR-t.
Az AdBlue: A Redukálószer
Az SCR katalizátor a redukciós folyamatokhoz külső segítséget használ. A folyamat során egy új segédanyagot az AdBlue márkajelzéssel ellátott folyadékot használnak a nitrogénoxid-katalizátorhoz. Ez nem más, mint karbamid (H2N-CO-NH2) 32,5%-os vizes oldata. Az AdBlue enyhén lúgos kémhatású, a friss 32,5% karbamidot tartalmazó folyadék pH értéke 9,0-9,5.
Kipufogórendszerek katalizátor nélkül
Azokban a járművekben, ahol ilyen eszköz megtalálható, az üzemanyagtartály mellett létezik egy másik tank is, melyben az ún. AdBlue folyadék tárolódik. Az AdBlue tárolható, szállítható Cr-Ni-acél vagy Cr-Ni-MO-acél tartályokban. Ugyanakkor tény, hogy az AdBlue folyadék külön adagolórendszert és külön vezérlőelektronikát igényel, nem szólva arról, hogy ez a folyadék nem visszaalakítható: ugyanúgy tankolni kell, mint a gázolajat, csak jóval kisebb mértékben.
Az SCR Rendszer Működése
A redukálószert (általában vízmentes ammónia, ammónia vagy karbamid oldat) adjuk a füstgázhoz vagy a kipufogógáz áramához, és a katalizátoron adszorbeáljuk. A befecskendezőben egy elektromágneses szelep található. A hőmérsékletet nagyon sok helyen figyeli a rendszer, és ez nem véletlen: a karbamid megfelelő hőmérsékleten tartva bomlásnak indul, és ammónia (NH3) keletkezik.
A kipufogócsőbe a nitrogénoxid-katalizátor elé befecskendezett AdBlue folyadékból hőbomlási folyamattal ammónia (NH3) szabadul fel, amely a NOx-katalizátorban a kipufogógáz nitrogénoxidok tartalmából molekuláris nitrogént és vízgőzt képez. Elősegíti, hogy az NH3 redukálószer reagáljon a füstgáz nitrogén-oxidjaival, bizonyos hőmérsékleten H2O és N2 képződéséhez, ezáltal elérve az NOx eltávolítását. Mivel a reakció majdnem befejeződött, két szén-dioxid és szén-monoxid keletkezik.
Az SCR denitrifikáció bizonyult a leghatékonyabb megoldásnak az NOx-kibocsátás csökkentésére. A füstgáz denitrifikációjának fő technológiája a széntüzelésű erőművekben, az acél-, cement-, kokszoló-, üveg- és más iparágakban. Az SCR külön dízeloxidációs katalizátorral rendelkezik (DOC), melynek működése nagyban hasonlatos a klasszikus oxidációs katalizátorral (szintén főként az el nem égett szénhidrogének és a szén-monoxid átalakítását végzi szén-dioxiddá és vízzé), leszámítva, hogy a komplett rendszer, köztük ez az alegység is jelentős részecskeszűrő képességgel rendelkezik.
SCR Katalizátorok Típusai és Szerkezete
Az SCR katalizátorok különféle kerámia anyagokból készülnek, amelyeket hordozóként használnak. A jelenleg használt két leggyakoribb katalizátorgeometria a méhsejtkatalizátor és a lemezkatalizátor. A méhsejt forma általában extrudált kerámiából áll, amely egyenletesen van bevonva a teljes hordozón, vagy bevonva a hordozón.
Accord 2001 katalizátor karbantartás
A különböző típusú katalizátorokhoz hasonlóan ezek konfigurációjának is vannak előnyei és hátrányai. A lapos típusú katalizátornak kisebb a nyomásesése. A méhsejt típusú katalizátorhoz képest kevésbé hajlamos az eltömődésre és a szennyeződésre, de nagyobb és drágább. A méhsejtes szerkezet kisebb, mint a lemezszerkezet, de a nyomásesés nagyobb és az eltömődés könnyebb. A harmadik típus a hullámpapír, amely csak az erőművi alkalmazások piacának 10% -át adja.
SCR Katalizátorok Karbantartása és Tisztítása
Minden új magával hozza saját problémáit. Így van ez az emissziótechnika egyik viszonylag új elemével, az SCR-katalizátorral is. Az autodigán sokak megálltak az Autochem standjánál azért is, mert haszongépjármű SCR-dobot felnyitva még kevesen láttak. Haszongépjármű-vezetők és autóbuszosok is keresik a segítséget, mert gyanítják, hogy az SCR-dob eltömődött. A digán kiállított dob is tisztításra került, alaposan eltömődött. Más ok, belső szerkezeti hiba miatt került később leszerelésre, és érkezett hozzájuk. Felnyitották, hogy lássák a gázáramlás belső útját és a hatékony tisztításhoz nyerjenek ismereteket.
Tapasztalataik szerint eredményesen tisztítható az SCR-dob, ami a legfontosabb! Az AdBlue befecskendezés utáni csőszakaszban, az SCR-dob belépésénél, kikeményedett, fehéres színű lerakódás gyakori. Ezt először mechanikusan fel kell törni, ki kell kapargatni, illetve a vegyszeres tisztítási technológia is kioldja. A kikeményedő fehér lerakódás bejut a katalizátor csatornáiba is, tovább fokozva a katalizátor inaktiválódását. Mivel a mai haszongépjármű-kipufogógáz tisztítás többnyire még nem használ részecskeszűrőt, DPF-et, ezért a kipufogógáz-korom bejut az SCR-dobba, és lerakódik a katalizátor csatornáiba. Elkormolódik. Ha ehhez még kissé olajfogyasztó is a motor, a kettő együtt megteszi eltömítő hatását.
Az src katalizátorral ritkán van baj, azonban ha mégis, a professzionális katalizátor tisztítás jó megoldás szokott lenni a problémára. A tisztítási folyamat során kiszerelik a dobot, leszerelik róla a jeladót vagy jeladókat és az AdBlue injektort. Ha lehet, kiszerelik a perdítőrácsot. A belépőszakaszból, a dob elejéből kikapargatják, „kibányásszák” a szilárd lerakódást. Ezt követően az „Autochem 032” jelű tisztítófolyadék - ez a DPF tisztításra is használt anyag - vizes oldatával, és a megfelelő technológiával kezelik. A dolog végeztével meleglevegő-befúvatással kiszárítják. A részletes technológiát szívesen átadják a vevőiknek. A dobot nem nyitják fel, nem vágnak bele „mosóablakot”, de ezt még átgondolják, mivel így alaposabb és gyorsabb lenne a tisztítás.
Bár a külön tartályban lévő AdBlue miatt komoly kétségeket ébresztett a rendszer működőképessége, végül a szigorodó normák és a kompetensebb ötletek hiánya okán hatalmas piacot szerzett magának az SCR katalizátor.
Hogyan Javítsuk a Katalizátor Hőmérséklet Jeladó Hibáját?
tags: #scr #zeolit #katalizator #információk