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Presentación Adblue

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by

José Antonio JAEM

on 6 October 2015

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Transcript of Presentación Adblue

AUS 32
(Aqueous Urea Solution)
Según Norma ISO 22241 -1:2006

Industria del Auto-Transporte
Tecnología SCR
Motores a Diesel para trabajo pesado
Introducción
Después de estudiar diferentes alternativas para cumplir con las normas europeas de emisiones contaminantes al medio ambiente : Euro IV (Octubre /2006) y Euro V (Octubre/2009) y con las normas americanas: EPA 07 y EPA 10,, para vehículos pesados con motor a diésel; la mayoría de fabricantes de motores de la industria automotriz, decidieron recurrir a la tecnología de
Reducción Catalítica Selectiva (SCR = Selective Catalytic Reduction)
para reducir las emisiones contaminantes de óxidos de nitrógeno (NOx).


La combustión de un motor a Diesel produce 40 veces más óxidos de nitrógeno en relación a un motor a gasolina.
La tecnología SCR es un sistema de pos-tratamiento de los gases de escape de motores a diésel, desarrollado para transformar los nocivos óxidos de nitrógeno (NOx), en nitrógeno y vapor de agua.
La tecnología SCR utiliza la Solución de Urea Grado Automotriz (AdBlue) como agente reductor de los NOx.
¿De donde provienen las emisiones de gases contaminantes?.
Volcanes
Industria
Emisiones contaminantes al medio ambiente
Actualmente, los contaminantes regulados, para la mayoría de los diferentes tipos de vehículos, son:
1.-Hidrocarburos (HC),
2.- Monóxido de Carbono (CO),
3.- Material Particulado (PM)
4.- Óxidos de Nitrógeno (NOX)
Material Particulado (PM =Particulate Matter)
Material Particulado -Término usado para designar a una mezcla de partículas sólidas y gotitas líquidas que se encuentran en el aire y que son uno de los contaminantes mas dañinos.
El Material Particulado (PM), es principalmente Hollín (combustión) y Cenizas (Lubricantes), de los motores a diesel y es reducido por el uso de un sistema de pos-tratamiento llamado DPF (Diesel Particulate filter = Filtro de Partículas Diesel).
El Material Particulado provoca efectos nocivos sobre la salud. Las partículas penetran en los pulmones bloqueándolos y evitando el paso del aire, ocasionando enfermedades respiratorias.
Diseño esquemático del sistema de gases de escape con filtro de partículas
1.Módulo de control
2.Sensor de Temperatura
3.Sensor de presión diferencial
4.Sensor de hollín
5.Sensor de Temperatura
6.Catalizador de oxidación
7.Filtro de partículas
Óxidos de Nitrógeno (NOx)
El término Óxidos de Nitrógeno (NOx) se aplica a varios compuestos químicos binarios formados por la combinación de Oxígeno y Nitrógeno (como: NO, NO2, etc) y son expresados por conveniencia como ''NOx”.
El proceso de formación de óxidos de nitrógeno (NOx) más frecuente es por la combustión a altas temperatura. El 90% de las emisiones de estos compuestos inorgánicos, proviene de la industria y de motores de combustión interna.
En un motor a diésel, durante la combustión con aire como comburente se forma una mezcla de óxidos de nitrógeno, compuesta por 90-95% de NO y el resto de (NO2) .
El Monóxido de Nitrógeno (NO) y el Dióxido de Nitrógeno (NO2) constituyen los óxidos de nitrógeno más dañinos al medio ambiente.
¿Qué les sucede a los óxidos de nitrógeno cuando entran al medio ambiente?
Los monóxidos de nitrógeno (NO) son degradados rápidamente en la atmósfera a dióxidos de nitrógeno (NO2), al reaccionar con otras sustancias comúnmente presentes en el aire.
La reacción del dióxido de nitrógeno con sustancias químicas producidas por la luz solar, lleva a la formación de ácido nítrico, el principal constituyente de la lluvia ácida ó a la formación de ozono y smog en el aire que respiramos.
El Dióxido de nitrógeno (NO2) es un gas de color amarillento y de olor asfixiante, constituyente del smog dañino, razón por la cual debe ser controlado.
Legislación sobre :
Emisiones contaminantes al medio ambiente
Normas europeas (Euro-..)
Una norma europea sobre emisiones es un conjunto de requisitos que regulan los límites aceptables para las emisiones de gases de combustión de los vehículos nuevos vendidos en los Estados Miembros de la Unión Europea.
Las normas sobre emisiones al medio ambiente son cada vez más restrictivas.
¿Qué es Euro IV y Euro V?
Euro IV es una norma europea que limita la cantidad de contaminantes dañinos producidos por vehículos comerciales. Uso Obligatorio desde octubre de 2006.
Euro V es la nueva norma europea, más restrictiva que la anterior Uso Obligatorio desde Enero de 2009
Normas Europeas (Emisiones Material Particulado)
Normas Europeas (Emisiones Óxidos de Nitrógeno)
Normas europeas (Euro-..)
(Calendarización)
Emisiones EPA para motores a Diesel
Nota.-
Para motores a diésel año modelo 2007, 2008 y 2009; se le permitió al fabricante del motor, cumplir con las emisiones de NOx, solamente con el 50% de su producción.
Dos Tecnologías para cumplir emisiones 2010
EGR
Recirculación de Gases de Escape
Exhaust Gas Recirculation = EGR
(Tratamiento de gases en los cilindros)
SCR
Reducción Catalítica Selectiva
Selective Catalytic Reduction = SCR
Reducción de emisiones contaminantes
Tecnología EGR
Como funciona el sistema EGR : Leyes Básicas de la eficiencia de la combustión.
Antes 2002: Sin EGR
(Con Aire Frio)
2002-2007: EGR
(Recirc. Gases con Aire Frío)
2010: EGR
(Mayor Recirc. Gases con menos Aire Frío)
Temperatura de combustión más alta
Óxido de nitrógeno(NOx) más altos
Eficiencia de combustible(Km/L)
más alta
Temp. de combustión más bajas
Óxido de nitrógeno (NOx) más bajos
Eficiencia de combustible(Km/L)
más baja
Reducción de emisiones contaminantes
Tecnología SCR
Sistema SCR-Diagrama
Como funciona el sistema SCR:
(Tratamiento de los gases de escape a la salida del motor).
Los gases de escape dejan el motor
con los contaminantes PM y NOx
El Material Particulado (PM)
Es atrapado en el
Filtro de Partículas Diesel (DPF)
El AdBlue (DEF) es inyectado a la
corriente de gases de escape
La solución AdBlue se “hidroliza” a
gas amonio (NH3), el cual se mezcla
con los gases de escape.
El gas amonio (NH3) y los óxidos de
Nitrógeno (NOx) reaccionan en el
catalizador para formar Nitrógeno y agua
DEF
PM
NOx
PM
NH3
H2O
N2
Sistema SCR –Sensores-Bosch.
Reacciones en el Sistema SCR
Reacciones
La reacción química básica de la urea en el proceso SCR, es la siguiente:
El AdBlue es inyectado en la corriente de gas de escape caliente y sufre una hidrólisis por la temperatura arriba de 180°C de los gases, formando amoniaco (NH3) según la siguiente ecuación:
Reacción de hidrólisis
(NH2)2 CO + H20 2 NH3 + CO2
En el catalizador SCR tiene lugar la siguiente reacción de los Óxidos de Nitrógeno (NOx) con NH3 procedente de la reacción de hidrólisis, formándose Nitrógeno y Vapor Agua.
Reacciónes en el SCR
4 NH3 + 4 NO + O2 4 N2 + 6 H

8 NH3 + 6 NO2 7 N2 +12 H2O
Sistema SCR
El Sistema SCR consiste de :
1.Tanque de AdBlue
2.Unidad Electrónica de Control
3.Unidad Dosificadora (incluye inyector)
4.Catalizador
5.Auxiliares(Mezclador, Filtro de AdBlue, Mangueras, etc)
6.Sensores
Tanque para ADBlue
Filtro para ADBlue
Inyector y Sensor de NOx
Mezclador SCR
AdBlue es una Solución Acuosa de Urea (Agente de reducción) utilizada en sistemas de pos-tratamiento de gases de motores a diesel equipados con el sistema SCR, para disminuir las emisiones contaminantes de Óxidos de Nitrógeno.
AdBlue es una marca registrada de la Asociación Alemana de la Industria del Automóvil (VDA =Verband Der Automobilindustrie).
La calidad del AdBlue se garantiza de acuerdo a la especificación ISO 22241-1:2006 (antes DIN 70070).
AdBlue (AUS-32) es una solución formulada con urea de alta pureza (32.5%) en agua desmineralizada (67.5%)
Composición AdBlue
Especificación AUS32 (AdBlue®)
según ISO 22241-1:2006
La alta calidad del AdBlue está definida en la especificación:
ISO 22241-1:2006 (Antes DIN 70070)”.
Laboratorio Raloy
Laboratorio Raloy
Características de AdBlue
1
.Solución acuosa compuesta de urea y agua desmineralizada.

2
.Líquido incoloro e inodoro, cuyas calidad se regula través de la norma ISO 22241-1:2006 (antes DIN 70070)

3
.No se agrega al combustible, se inyecta a los gases de escape resultantes de la combustión.

4
.Su Punto de Congelación (Cristalización) es de –11°C

5
.Tiene un pH aproximado de 9.5

6
.Su vida útil es de aproximadamente 12 meses.

7
.No es inflamable, ni explosivo.

8
.No está clasificado como material peligroso, ni para las personas, ni para el
medio ambiente.

9
.Es necesario utilizar los materiales adecuados para envasar, transportar, almacenar y despachar el AdBlue, ya que es corrosivo

10
.Las temperaturas de almacenamiento superiores a 30°C producen algo de hidrólisis (formación de pequeñas cantidades de amoniaco)
pH del AdBlue
Calidad del AdBlue
Para conservar la calidad especificada en la norma ISO 22241-1:2006 (antes DIN 70070), es necesario utilizar equipo especializado para su manipulación en los procesos de envasado, almacenamiento, transporte , entrega y despacho del AdBlue.
Incidencia sobre la vida útil del catalizador

Los catalizadores usados en el sistema SCR de post-tratamiento están formados por compuestos catalíticamente activos de metales de transición, fijados sobre soportes cerámicos. La capacidad del sistema SCR para convertir NOx en Nitrógeno (N2 ) y agua (H2O ) depende en gran parte de la actividad real de estos centros activos y del grosor de los poros en el soporte cerámico. El tamaño de los poros determina la tasa de difusión de los gases de escape en el catalizador.
Para asegurar un funcionamiento correcto del sistema SCR de post-tratamiento durante un largo período, la calidad de la AUS 32 ha de controlarse de forma muy estricta, pues muchos de los componentes con valores limitados por la norma ISO 22241-1:2006 (antes DIN 70070), pueden dañar irreversiblemente el catalizador, debido a una obstrucción física de los poros o a la desactivación de los centros donde se produce la reacción.
Una escasa efectividad del sistema SCR de post-tratamiento debida a un catalizador en mal estado puede tener como consecuencia:
Un incremento de las emisiones de NOx
Provocar daños secundarios al propio motor, debido al aumento de la presión de los gases de escape.
Norma ISO 22241-1:200
6

Especifica las características de calidad del agente de reducción AUS 32 (Aqueous Urea Solution = Solución Acuosa de Urea), necesario para operar los convertidores de reducción catalítica selectiva, llamados convertidores SCR (Selective Catalytic Reduction = Reducción Catalítica Selectiva) , de vehículos con motores a diesel . Los convertidores SCR son especialmente adecuados para reducir las emisiones de óxido de nitrógeno (NOx) de los motores a diesel.
Norma ISO 22241-2:2006

Especifica los métodos de prueba requeridos para la determinación de las características de calidad del agente de reducción AUS 32 (solución acuosa de urea), que se especifican en la norma ISO 22241-1
Norma ISO 22241-3:2008

Describe los requisitos para la manipulación, transporte y almacenamiento de agente de reducción de AUS 32 (solución de urea acuosa), especificado en la norma ISO 22241-1. Estas recomendaciones son necesarias para preservar la calidad especificada del AUS 32 en ISO 22241-1, desde su producción hasta el llenado de un carro-tanque, con el fin de garantizar el buen funcionamiento de los sistemas con convertidor SCR.
El Programa API (American Petroleum Institute) para CERTIFICACIÓN de Fluidos para gases de escape de motores a diésel (Diesel Exhaust Fluid =DEF), certifica y monitorea que el DEF (AdBlue) cumpla con la especificación 22241-1:2006 (Calidad requerida del AdBlue).
Raloy lubricantes. S.A. de C.V., esta certificado con la licencia API 029, para nuestro producto “Raloy SkyBlue” (DEF = AdBlue). El cual, es recomendado para reducir las emisiones contaminantes de Óxidos de Nitrógeno (NOx) en motores a diesel con sistema SCR; además de ser libre de impurezas, protegiendo el catalizador de reducción del motor.
Consumo de AdBlue
El líquido AdBlue se inyecta en la corriente de gases de escape en una proporción con respecto al consumo de combustible diesel de:
3-4 % para motores Euro 4 y 6-7 % para motores Euro 5.
Consumo de AdBlue Vr Combustible
Materiales compatibles con AdBlue
Todos los materiales utilizados para los recipientes del AdBlue (incluyendo tubos, válvulas y accesorios, para envasado, almacenamiento, transporte y manipulación) deberán ser compatibles con el AdBlue para evitar su contaminación, así como la corrosión de equipos.

También los materiales usados para muestreo y botes de muestras, deberán ser compatibles con la solución de urea.
Materiales que pueden usarse en contacto directo con AdBlue
1
.Aceros austeníticos Cr-Ni de alta aleación y aceros Cr-Ni-Mo de acuerdo con las normas DIN EN 10088-1 a –3.

2
.
Poli-Etileno de alta densidad

3
.Poli-Propileno de alta densidad

4
.Poli-Fluor-Etileno

5
.Difluoruro de Poli-Vinilideno- Poli(Per-Fluoro-Alcoxilo) PFA

6
.Poli-Iso-Butileno

7
.Titanio

8
.Vitón
Transporte
El AdBlue no está clasificado como un material peligroso. Por lo tanto, para su transporte podrán utilizarse camiones cisterna, contenedores, vagones cisterna, etc., sin que esto suponga ningún riesgo específico para las personas o el medio ambiente.
Los equipos utilizados para el transporte deberán estar diseñados y utilizarse de modo que la calidad del producto no sufra ningún deterioro.
Envases
1
.Mini-contenedores (TOTE)
2
.Tambores
3
.Bidones.
Envases-Mini-Contenedores ( TOTEs )
Tanque para almacenamiento de AdBlue
Tanques para AdBlue®
El AdBlue® no es un material explosivo y no causa daños al medio ambiente. Sin embargo, es corrosivo y hay que manejarlo con cuidado.
Cabinas para tanque de AdBlue®
Cabinas para tanque de AdBlue®
con dispensario
Equipo para despacho de AdBlue
Equipo desmontable que consiste en:
1
.Soporte para tambor, de placa de acero.
2
.Bomba.
3
.Pistola manual (Opción a pistola automática).
4
.Manguera de suministro.
5
.Manguera de succión
6
.Conexión rápida
Medidor de AdBlue®
AdBlue-Controles en el vehículo
Sistema SCR -Volvo
Volvo reporta que sus motores a diesel D11 y D13 heavy-duty cuentan con certificación EPA para las regulaciones de emisiones 2010.
Todos los motores Volvo a diesel construidos en Hagerstown, Maryland, usan Tecnología de reducción catalítica para reducir la emisión de partículas de material y óxidos de nitrógeno.
Sistema SCR -Mack
Para cumplir con los requerimientos de emisiones del 2010, los motores Mack están equipados con el sistema ClearTech™ SCR, que reduce las emisiones de Óxidos de Nitrógeno (Nox) a niveles cercanos a cero.
Sistema SCR -Paccar
Motor PACCAR MX de 12,9 litros
Motor diésel turbo-alimentado con refrigeración intermedia de seis cilindros en línea. Combustión limpia con tecnología SCR (reducción catalítica selectiva) para el tratamiento de emisiones, de acuerdo con los niveles de emisión Euro 5.
Sistema SCR -Cummins
Catalizador SCR –Motor Cummins ISF 3.8L
Cummins Inc. has received certification from the Environmental Protection Agency (EPA) for its 2010 Heavy-duty big-bore ISX15 and MidRange ISB6.7, ISC8.3 and ISL9 engines.
Motores Detroit Diesel-instalación
Tanque de DEF de 23
galones (87 litros)
Blue Tech 1
Caja (Equipo) del sistema, incluyendo :
DOC, DPF, catalizador SCR y dosificador
DOC = Diesel Oxidation Catalyst = Catalizador de Oxidación Diesel
DPF = Diesel Particulate Filter = Filtro de Partículas Diesel.
SCR =Selective Catalytic Reduction =Reducción Catalítica Selectiva
DEF =Diesel Exhaust Fluid = Fluido para Gases de Escape Diesel = AdBlue
Motores Detroit Diesel con Sistema SCR
EPA 2007 DD15
EPA 2010 DD15
Economía de combustible-Motores Detroit Diesel
Hasta un 5%
Hasta un 5%
Economía en combustible, Km/L
Tractor AGCO
Euro V
Euro V
Euro V
Scania Euro VI
Contaminación del tráfico
Fin.
J. A. E. M.
Octubre 2015
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