डिझेल इंजिनमध्ये युरियाचा वापर
सामग्री
आधुनिक पर्यावरणीय नियमांनी डिझेल इंजिनच्या एक्झॉस्ट गॅसमध्ये प्रदूषकांच्या उत्सर्जन मूल्यांवर कठोर मर्यादा निश्चित केल्या आहेत. हे अभियंत्यांना मानके पूर्ण करण्यासाठी नवीन उपाय शोधण्यास भाग पाडते. यापैकी एक SCR (सिलेक्टिव्ह कॅटॅलिटिक रिडक्शन) एक्झॉस्ट आफ्टर ट्रीटमेंट सिस्टममध्ये डिझेल इंधनासाठी युरियाचा वापर होता. हे तंत्रज्ञान वापरणाऱ्या डेमलर इंजिनांना ब्लूटेक म्हणतात.
SCR प्रणाली काय आहे
युरो 6 पर्यावरणीय प्रोटोकॉल 28 पासून 2015 EU देशांमध्ये लागू आहे. नवीन मानकांनुसार, डिझेल कार उत्पादकांना कठोर आवश्यकता आहेत कारण डिझेल इंजिन पर्यावरण आणि मानवी आरोग्यास मोठ्या प्रमाणात नुकसान करतात, वातावरणात काजळी आणि नायट्रोजन ऑक्साईड उत्सर्जित करतात.
गॅसोलीन इंजिनचे एक्झॉस्ट वायू स्वच्छ करण्यासाठी त्रि-मार्गी उत्प्रेरक कनव्हर्टरचा वापर पुरेसा असला तरी, डिझेल इंजिनसाठी एक्झॉस्ट गॅसमधील विषारी संयुगे तटस्थ करण्यासाठी अधिक अत्याधुनिक उपकरण आवश्यक आहे. CO (कार्बन मोनोऑक्साइड), CH (हायड्रोकार्बन्स) आणि काजळीच्या कणांपासून डिझेल एक्झॉस्ट वायू साफ करण्याची कार्यक्षमता उच्च ज्वलन तापमानात वाढते, तर NOx, उलट, कमी होते. या समस्येचे निराकरण म्हणजे एक्झॉस्ट सिस्टममध्ये एससीआर उत्प्रेरक समाविष्ट करणे, जे नायट्रोजन ऑक्साईड (NOx) च्या विषारी संयुगेच्या विघटनासाठी आधार म्हणून डिझेल युरिया वापरते.
हानिकारक उत्सर्जन कमी करण्यासाठी, अभियंत्यांनी एक विशेष डिझेल स्वच्छता प्रणाली विकसित केली आहे - ब्लूटेक. कॉम्प्लेक्समध्ये तीन संपूर्ण प्रणाली असतात, ज्यापैकी प्रत्येक विषारी संयुगे फिल्टर करते आणि हानिकारक रासायनिक संयुगे तोडते:
- उत्प्रेरक - CO आणि CH तटस्थ करते.
- पार्टिक्युलेट फिल्टर - काजळीचे कण अडकवतात.
- SCR उत्प्रेरक कनवर्टर - युरियासह NOx उत्सर्जन कमी करते.
मर्सिडीज-बेंझ ट्रक आणि कारवर प्रथम स्वच्छता प्रणाली वापरली गेली. आज, अनेक उत्पादक त्यांची वाहने नवीन स्वच्छता प्रणालीमध्ये बदलत आहेत आणि कठोर पर्यावरण नियंत्रण आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी डिझेल इंजिनमध्ये युरिया वापरत आहेत.
तांत्रिक युरिया AdBlue
सस्तन प्राण्यांच्या चयापचयाचे अंतिम उत्पादन, यूरिया, XNUMX व्या शतकापासून ज्ञात आहे. कार्बोनिक ऍसिड डायमाइड अजैविक संयुगांपासून संश्लेषित केले जाते आणि शेतीमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. ऑटोमोटिव्ह उद्योगात, नायट्रोजन ऑक्साईडपासून विषारी एक्झॉस्ट वायूंच्या शुद्धीकरणात सक्रिय एजंट म्हणून अॅडब्लू तांत्रिक द्रवपदार्थाचे द्रावण.
अॅडब्लू 40% युरिया आणि 60% डिस्टिल्ड वॉटर आहे. रचना एससीआर प्रणालीमध्ये नोजलमध्ये इंजेक्शन केली जाते ज्यामधून एक्झॉस्ट वायू जातात. एक विघटन प्रतिक्रिया उद्भवते, ज्यामध्ये नायट्रिक ऑक्साईड निरुपद्रवी नायट्रोजन आणि पाण्याच्या रेणूंमध्ये मोडते.
डिझेलसाठी तांत्रिक युरिया - अॅडब्लूचा युरिया युरियाशी काहीही संबंध नाही, जो कृषी-औद्योगिक क्षेत्रात आणि औषधनिर्माणशास्त्रात वापरला जातो.
डिझेल इंजिनमध्ये एडब्लू
लिक्विड एक्झॉस्ट आफ्टर ट्रीटमेंट सिस्टम, किंवा SCR कन्व्हर्टर, ही एक बंद प्रणाली आहे ज्याद्वारे काजळी-मुक्त डिझेल एक्झॉस्ट वाहते. अॅडब्लू द्रव एका स्वयंपूर्ण टाकीमध्ये ओतला जातो आणि कन्व्हर्टरमध्ये प्रवेश करण्यापूर्वी मोजलेल्या डोसमध्ये एक्झॉस्ट पाईपमध्ये इंजेक्शन केला जातो.
मिश्रित वायू एससीआर न्यूट्रलायझेशन युनिटमध्ये प्रवेश करतो, जेथे युरियामधील अमोनियाच्या खर्चावर नायट्रिक ऑक्साईडचे विघटन करण्यासाठी रासायनिक प्रतिक्रिया घडते. नायट्रिक ऑक्साईडच्या संयोगाने, अमोनियाचे रेणू मानवांना आणि पर्यावरणास हानिकारक नसलेल्या घटकांमध्ये खंडित करतात.
संपूर्ण साफसफाईच्या चक्रानंतर, वातावरणात किमान प्रदूषक उत्सर्जित केले जातात, उत्सर्जन पॅरामीटर युरो-5 आणि युरो-6 प्रोटोकॉलचे पालन करते.
डिझेल एक्झॉस्ट क्लिनिंग सिस्टमच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत
संपूर्ण डिझेल इंजिन आफ्टर ट्रीटमेंट सिस्टममध्ये कॅटॅलिटिक कन्व्हर्टर, पार्टिक्युलेट फिल्टर आणि एससीआर सिस्टम असते. टप्प्यात साफसफाईच्या ऑपरेशनचे सिद्धांतः
- एक्झॉस्ट वायू उत्प्रेरक कनवर्टर आणि पार्टिक्युलेट फिल्टरमध्ये प्रवेश करतात. काजळी फिल्टर केली जाते, इंधनाचे कण जाळले जातात आणि कार्बन मोनोऑक्साइड आणि हायड्रोकार्बन्स काढून टाकले जातात.
- इंजेक्टरचा वापर डिझेल पार्टिक्युलेट फिल्टर आणि SCR कॅटॅलिटिक कन्व्हर्टर यांच्यातील कनेक्शनमध्ये विशिष्ट प्रमाणात AdBlue इंजेक्ट करण्यासाठी केला जातो. युरियाचे रेणू अमोनिया आणि आयसोसायनिक ऍसिडमध्ये विघटित होतात.
- अमोनिया नायट्रोजन ऑक्साईडसह एकत्रित होते, वापरलेल्या डिझेल इंधनाचा सर्वात हानिकारक घटक. रेणू विभाजित होतात, ज्यामुळे पाणी आणि नायट्रोजन तयार होतात. निरुपद्रवी एक्झॉस्ट वायू वातावरणात सोडले जातात.
डिझेलसाठी युरियाची रचना
डिझेल इंजिन द्रवपदार्थाची स्पष्ट साधेपणा असूनही, सेंद्रिय खताचा वापर करून युरिया स्वतः तयार करणे अशक्य आहे. युरिया रेणू (NH2) 2CO चे सूत्र, भौतिकदृष्ट्या एक गंधहीन पांढरा क्रिस्टल आहे, जो पाण्यात विरघळणारा आणि ध्रुवीय सॉल्व्हेंट्स (द्रव अमोनिया, मिथेनॉल, क्लोरोफॉर्म इ.) आहे.
युरोपियन बाजारासाठी, द्रवपदार्थ VDA (जर्मन ऑटोमोबाईल इंडस्ट्री असोसिएशन) च्या देखरेखीखाली तयार केला जातो, जे उत्पादन कंपन्यांना परवाने जारी करते, ज्यापैकी काही देशांतर्गत बाजारासाठी द्रव पुरवठा करतात.
रशियामध्ये, AdBlue ब्रँड अंतर्गत बनावट 50% पेक्षा जास्त आहे. म्हणून, रशियन-निर्मित डिझेल इंजिनसाठी युरिया खरेदी करताना, आपण "ISO 22241-2-2009 अनुपालन" चिन्हांकित करून मार्गदर्शन केले पाहिजे.
साधक आणि बाधक
युरिया वापरण्याचे फायदे स्पष्ट आहेत - केवळ या अभिकर्मकाने SCR डिझेल इंजिनची एक्झॉस्ट गॅस उपचार प्रणाली पूर्णपणे कार्य करू शकते आणि युरो 6 मानकांच्या आवश्यकता पूर्ण करू शकते.
पर्यावरणाचे रक्षण करण्याव्यतिरिक्त, युरिया शुद्धीकरणाच्या फायद्यांमध्ये खालील बाबींचा समावेश होतो:
- कारसाठी त्याचा वापर प्रति 100 किमी फक्त 1000 ग्रॅम आहे;
- एससीआर प्रणाली आधुनिक डिझेल वाहनांमध्ये एकत्रित केली आहे;
- काही देशांमध्ये युरिया साफसफाईची यंत्रणा बसवल्यास वाहनाच्या वापरावरील कर कमी केला जातो आणि दंड आकारण्याचा धोका नाही.
दुर्दैवाने, सिस्टमचे तोटे देखील आहेत:
- युरियाचा गोठणबिंदू सुमारे -11 डिग्री सेल्सियस आहे;
- नियमित इंधन भरण्याची गरज;
- कारची किंमत वाढते;
- मोठ्या प्रमाणात बनावट अॅडब्लू द्रव;
- इंधन गुणवत्तेसाठी वाढीव आवश्यकता;
- सिस्टम घटकांची महाग दुरुस्ती.
डिझेल वाहनांमध्ये तयार केलेली एकात्मिक युरिया स्क्रबिंग प्रणाली हा विषारी उत्सर्जन कमी करण्याचा एकमेव मार्ग आहे. ऑपरेशनमध्ये अडचणी, ट्रक अभिकर्मकांची उच्च किंमत, खराब दर्जाचे द्रव आणि डिझेल इंधन याचा अर्थ असा होतो की बरेच ड्रायव्हर्स सिस्टम अक्षम करणे आणि एमुलेटर स्थापित करणे पसंत करतात.
तथापि, हे समजून घेणे महत्त्वाचे आहे की युरिया हे एकमेव डिझेल रसायन आहे जे वातावरणात नायट्रिक ऑक्साईड सोडण्यास प्रतिबंध करते, ज्यामुळे कर्करोग होऊ शकतो.
