Nguyên lý hệ thống xử lý khí thải nox

Công nghệ xử lý khí thải (hệ thống xử lý khí thải) Selective Catalytic Reduction (SCR) với ưu điểm chi phí thiết bị thấp, bền bỉ, hiệu quả xử lý khí thải cao, nên được trang bị phổ biến ở các dòng xe thương mại.

SCR là một hệ thống công nghệ được con người tạo ra nhằm kiểm soát khí thải tích cực và tiên tiến, đưa một chất làm giảm chất lỏng thông qua một chất xúc tác đặc biệt vào dòng xả của động cơ diesel. Hệ thống xử lý khí thải SCR được thiết kế để cho phép các phản ứng về việc làm giảm nitơ oxit (NOx) diễn ra trong một bầu khí quyển oxy hóa. Sở dĩ nó được gọi là “chọn lọc” vì nó làm giảm các mức độ của NOx bằng cách sử dụng Amoniac như một chất khử trong một hệ thống chất xúc tác.

Nguồn khử mỡ thường là nước urê ô tô, còn được gọi là Diesel Exhaust Fluid (DEF). DEF thiết lập một phản ứng hóa học chuyển oxi nitơ thành nitơ, nước và một lượng nhỏ carbon dioxide (CO2), các thành phần tự nhiên của không khí chúng ta thở, sau đó sẽ bị thải ra qua ống xả xe.

Phản ứng hóa học được gọi là “giảm”, trong đó DEF là chất khử có phản ứng với NOx để chuyển các chất ô nhiễm thành nitơ, nước và một lượng nhỏ CO2. DEF có thể bị phá vỡ nhanh để tạo ra ammonia oxy hóa trong dòng thải. Công nghệ SCR một mình có thể đạt được mức giảm NOx lên tới 90%.

* Schematic không đại diện cho cách tiếp cận của tất cả các nhà sản xuất để đạt được phát thải gần không.

Tại sao SCR quan trọng?

Công nghệ SCR là một trong những công nghệ tiết kiệm chi phí và tiết kiệm nhiên liệu nhất có thể giúp giảm phát thải động cơ diesel. Tất cả các động cơ diesel dùng cho xe tải nặng sản xuất sau ngày 1 tháng 1 năm 2010 phải đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải EPA mới nhất, trong số những tiêu chuẩn nghiêm ngặt nhất trên thế giới, giảm lượng hạt bụi (PM) và oxit nitơ (NOx) xuống mức gần bằng không.

SCR có thể làm giảm lượng phát thải NOx lên đến 90% đồng thời giảm lượng phát thải HC và CO 50-90% và phát thải PM từ 30-50%. Các hệ thống SCR cũng có thể được kết hợp với bộ lọc hạt cơ diesel để giảm lượng phát thải cho PM.

Trong ngành công nghiệp xe tải thương mại, một số nhà khai thác xe tải SCR trang bị báo cáo mức tăng trưởng kinh tế nhiên liệu 3-5%. Ngoài ra, thiết bị ngoại vi, bao gồm thiết bị xây dựng và nông nghiệp, phải đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải Tier 4 của EPA yêu cầu giảm tương ứng NOx, PM và các chất ô nhiễm khác.

SCR được sử dụng ở đâu?

SCR đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ để giảm lượng khí thải nguồn cố định. Ngoài ra, tàu biển trên toàn thế giới đã được trang bị công nghệ SCR, bao gồm tàu ​​chở hàng, phà và tàu lai.

Với lợi ích cao cả về lợi ích kinh tế và môi trường, hệ thống xử lý khí thải SCR cũng được công nhận là công nghệ kiểm soát khí thải đặc biệt hữu ích trong việc đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải của động cơ diesel EPA 2010 ở Mỹ đối với xe hạng nặng và tiêu chuẩn khí thải Tier 4 cho động cơ được tìm thấy trong các động cơ off- Thiết bị đường bộ.

Hệ thống SCR cũng được tìm thấy trong số lượng ngày càng tăng của các phương tiện vận chuyển hành khách.

Các cân nhắc đặc biệt khi sử dụng SCR là gì?

Một khía cạnh độc đáo của một chiếc xe hoặc một chiếc máy có hệ thống SCR là cần phải bổ sung Diesel Exhaust Fluid (DEF) theo định kỳ. DEF được vận chuyển trong một thùng chứa trên tàu phải được người vận hành bổ sung theo định kỳ dựa trên hoạt động của xe.

Đối với xe hạng nhẹ, DEF nạp khoảng thường xảy ra trong khoảng thời gian của một sự thay đổi dầu đề nghị, trong khi DEF bổ sung cho xe hạng nặng và off-road máy móc thiết bị sẽ khác nhau tùy thuộc vào điều kiện hoạt động, giờ sử dụng, dặm đi du lịch, tải  và các yếu tố và các cân nhắc khác.

DEF là một phần không thể tách rời của hệ thống kiểm soát khí thải và phải luôn có mặt trong bể để đảm bảo hoạt động của xe hoặc thiết bị. Nguồn cung cấp DEF thấp kích hoạt một loạt các chỉ thị hình ảnh và âm thanh đang leo thang cho người điều khiển hoặc người điều khiển.

Một khi bể đạt đến một mức nhất định gần trống rỗng, hệ thống khởi động có thể bị khóa trong lần tiếp theo khi xe được sử dụng, ngăn không cho xe khởi động mà không có DEF đầy đủ. Một cơ sở hạ tầng phân phối DEF trên toàn quốc đã nhanh chóng mở rộng để đáp ứng nhu cầu của một thị trường công nghệ SCR đang phát triển.

Bồn bể chứa DEF thường nằm trong khu vực lốp dự phòng của xe chở khách, trong khi xe kéo thường chứa một bồn DEF cùng với bồn chứa nhiên liệu diesel. Bảo quản đúng DEF là cần thiết để ngăn không cho chất lỏng đóng băng ở nhiệt độ dưới 12 độ Fahrenheit và hầu hết các hệ thống phân phối DEF đều có thiết bị làm nóng.

Adblue (DEF) là gì?

Diesel Exhaust Fluid (DEF) là một chất lỏng không độc hại bao gồm nước tinh khiết, urê và một số phụ phẩm bổ trợ xử lý khác.

DEF hiện nay khá phổ biến trên thị trường với nhiều dung tích, loại khác nhau. Lựa chọn dung tích bao gồm các thùng chứa kích cỡ khác nhau như hàng rời, hàng xốt và chai hoặc bình. Viện Dầu Khí Hoa Kỳ nghiêm túc kiểm tra DEF để đảm bảo rằng nó đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng trong toàn ngành.

DEF có sẵn để mua tại các địa điểm khác nhau như trạm dừng xe tải, đại lý xe tải và nhà phân phối động cơ, có thể đặt hàng thông qua hotline của www.xetaibaoloc.com – nhà phân phối DEF (nước ure) tại Bảo Lộc Lâm Đồng - 0901.806.386. 

So sánh hệ thống xử lý khí thải EGR vs SCR

Lợi thế của SCR:

• Cho phép đốt cháy tối ưu hóa hơn
• Có thể cho phép tiết kiệm nhiên liệu / năng lượng tốt hơn
• Không có lo ngại về độ bền động cơ / sự xuống cấp dầu
• Sản phẩm cuối cùng là nitơ, nước và carbon dioxide
• Urê không phải là loại hóa chất gây nguy hiểm cho sức khoẻ
• Đảm bảo tuổi thọ động cơ hơn

Vấn đề của SCR:

• Hệ thống động cơ phải tăng trọng lượng vì có thể SCR
• Tốn chi phí cho việc mua UREA
• Hệ thống, bao gồm cảm biến và các thiết bị liên quan đến tuân thủ khác, phải được duy trì
• Urea đóng băng ở 12 o F., do đó có thể yêu cầu lưu trữ nóng
• Hiệu quả nhất ở tốc độ không đổi và tải cao; Ít nhất là ở stop / start
• Urea (cũng có trong một số phân bón) là một chất gây ô nhiễm nước / có hại cho cá

Lợi thế COOLED EGR:

• Không yêu cầu phần cứng bổ sung trên bo mạch
• Không yêu cầu sử dụng thêm chất lỏng
• Không mất mát tải trọng
• Không ảnh hưởng đến khoảng thời gian dịch vụ
• Không có sự can thiệp của người lái xe cần thiết để tuân thủ
• Thường xử dụng cho các dòng xe tải nhỏ máy dầu

Hạn chế của COOLED EGR:

• Tăng sự từ chối nhiệt, tạo ra nhu cầu về khả năng làm mát lớn hơn
• Giảm mật độ năng lượng, tiết kiệm nhiên liệu
• Độ bền động cơ tiềm ẩn và vấn đề suy thoái dầu
• Hiệu suất đốt ít hơn sẽ làm tăng lượng hạt, hydrocarbon, carbon monoxide

Một số ký hiệu cần biết của hệ thống xử lý khí thải động cơ

AdBlue: Một tên thương hiệu dưới đó urê được bán cho các hệ thống SCR ở châu Âu.

Chất xúc tác: Một chất thay đổi (đặc biệt làm tăng tỷ lệ) một phản ứng hóa học, mà không bị tiêu hao trong quá trình.

DEF (chất thải động cơ diesel hoặc dầu thải động cơ diesel): Chất lỏng lượng phát thải hiện đang được sử dụng trong các hệ thống SCR ở châu Âu (dưới nhãn hiệu AdBlue) và các nơi khác. Nó bao gồm 32,5% urê và 67,5% de-ionized nước. Xem Urea.

DPF (bộ lọc hạt bụi): Bộ lọc nằm trong dòng thải của động cơ diesel để loại bỏ các hạt bụi (PM) khỏi ống xả. Bắt buộc đối với động cơ bắt đầu từ năm 2007 để đáp ứng tiêu chuẩn khí thải xe. Các bộ lọc đòi hỏi phải sử dụng nhiên liệu diesel lưu huỳnh cực thấp để tránh quá nhiều PM và cắm sớm vào bộ lọc.

EGR (tuần hoàn khí thải): Công nghệ hiện đang được sử dụng ở Hoa Kỳ (và một số nhà sản xuất ở Châu Âu) tuân thủ các tiêu chuẩn để giảm phát thải oxide nitơ (NOx) từ động cơ diesel. Trong một động cơ EGR, một số khí thải được làm mát và tái chế trở lại qua động cơ để pha loãng lượng oxy trong phí nạp. Điều này làm giảm nhiệt độ đốt và làm giảm sự hình thành của NOx.

Tiêu chuẩn khí thải Euro: Các tiêu chuẩn phát thải Diesel cho các nước EU (Liên minh châu Âu) được dựa trên tiêu chuẩn của Liên minh châu Âu (ECU) của Liên hợp quốc, được gọi chung là “Euro”.

HCCI (dạng nén đốt đồng nhất): Một dạng đốt trong đó không khí và nhiên liệu được trộn sẵn trong xi lanh giống như động cơ xăng, nhưng vẫn bị đốt bằng động cơ diesel để tạo ra nhiệt độ đốt thấp hơn và tạo ra ít khí NOx.

Hydrocacbon-SCR: Còn được gọi là Giảm NOx Lean. Hệ thống xử lý sau sử dụng hydrocarbon từ nhiên liệu diesel hoặc dòng xả thay vì ammonia để giảm NOx.

Vật chất dạng hạt: Các hạt rắn có kích cỡ khác nhau (đường kính nhỏ hơn nhiều so với tóc người) được hình thành bởi quá trình đốt nhiên liệu không đầy đủ và được giải phóng ra như một phần của ống xả của động cơ. Liên quan đến các vấn đề về sức khoẻ khác nhau và dài hạn, việc cắt giảm các hạt bụi của khí thải được quy định theo tiêu chuẩn khí thải EPA năm 2007 và đạt được bằng cách sử dụng các bộ lọc hạt nhân động cơ diesel. Cũng xem DPF và Soot.

SCR (selective catalytic reduction): Một kỹ thuật để giảm oxide nitơ (NOx) liên quan đến việc bơm một lượng nhỏ urê cộng thêm nước (còn gọi là chất thải diesel) thông qua chất xúc tác vào dòng xả của động cơ để tạo ra một phản ứng hóa học để biến NOx Vào ni tơ và hơi nước (cộng với điôxit cacbon, được giải phóng ra khi urê chuyển thành ammonia trong SCR).

Sod : Cũng được gọi là hạt hoặc PM. Các hạt cacbon rất mịn là một phần của lượng phát thải hạt nhân. Các “đen” trong khí thải động cơ.

ULSD (nhiên liệu diesel lưu huỳnh cực thấp): chứa tối đa 15 phần triệu (ppm) lưu huỳnh. Giảm lưu huỳnh trong nhiên liệu làm giảm trực tiếp các hạt trong khí thải được hình thành trong quá trình đốt. Sử dụng ULSD làm giảm tải trọng hạt trong bộ lọc hạt bụi.

Urê: Carbonyl diamide (NH 2 ) 2CO. Chuyển thành ammonia và carbon dioxide khi nung trong SCR – (NH 2 ) 2CO + H 2 O _ 2NH 3 + CO 2 . Cũng xem DEF và SCR.