Chémia na automobile - zníženie emisií
Snímka 11: Zníženie emisií
Snímka ukazuje rôzne zloženie znečisťujúcich látok vo výfukových plynoch v benzínových a naftových motoroch a ako je možné ich znížiť pomocou modernej technológie spracovania výfukových plynov.
Založené na Obrázky hore vľavo a vpravo na jednej strane Zloženie výfukového plynu z benzínových a naftových motorov porovnávať na druhej strane medzi výfukovými plynmi a škodlivými plynmi. Znečisťujúce plyny sú zobrazené v pravom pruhu. Dusík, voda a oxid uhličitý sa považujú za prirodzené zložky vzduchu, nie za škodlivé plyny.
Dôležitosť nárastu oxidu uhličitého vo vzduchu sa rieši osobitne pomocou nasledujúceho sklíčka.
Znečisťujúce látky vo výfukových plynoch
Dodatočné spracovanie výfukových plynov v benzínových motoroch
The Stredná ľavá ilustrácia ukazuje emisie znečisťujúcich látok benzínového motora s alebo bez katalyzátor ako funkcia hodnoty lambda.
Význam hodnoty lambda už bol vysvetlený v kapitole o palivách: Hodnota lambda (pomer vzduchu) popisuje pomer paliva a vzduchu v spaľovacej komore motora. О »= 1 zodpovedá stechiometrickému pomeru paliva a kyslíka. О »> 1 zodpovedá prebytku vzduchu =„ čistá zmes “; О »1). Tieto prevádzkové podmienky, ktoré sú pre prevádzku naftového motora skutočne nepriaznivé (vyššia spotreba, silnejšia tvorba sadzí), sú stanovené pre fázu regenerácie prostredníctvom systému merania a riadenia, ale mali by byť čo najkratšie, v každom prípade podstatne kratšie ako fáza skladovania uvedená nižšie. Buďte prebytočný vzduch. Všetky procesy prebiehajú bez akýchkoľvek obmedzení týkajúcich sa správania sa počas jazdy.
B. SCR (selektívna katalytická redukcia) = selektívna katalytická redukcia oxidov dusíka:
Obrázok vpravo dole: Obrázok nižšie vpravo ukazuje časticový filter s oxidačným katalyzátorom, vstrekovaním AdBlue® a selektívnym katalyzátorom redukcie dusíka. Táto nová technológia na znižovanie oxidov dusíka je v súčasnosti v štádiu zavádzania série, aby vyhovovala norme EU-5: Tu sa do výfukového systému nastrieka 32,5% roztok močoviny (AdBlue®). Močovina sa hydrolyzuje na amoniak a oxid uhličitý, amoniak reaguje v SCR s oxidmi dusíka za vzniku vody a dusíka.
Hydrolýza močoviny:
Selektivita spočíva v tom, že amoniak prednostne reaguje s kyslíkom z oxidov dusíka, hoci výfukové plyny obsahujú dostatok elementárneho kyslíka. Potreba roztoku močoviny je asi 2–8% motorovej nafty, vyžaduje si preto vlastnú nádrž a musí sa ponúkať na čerpacích staniciach. Na rozdiel od procesu NSC tento proces pracuje nepretržite a nezasahuje do činnosti motora.
Redukcia oxidov dusíka amoniakom:
4 NO + 4 NH3 + O2 • 4 N2 + 6 H2O
NO + NO2 + 2 NH3 • 2 N2 + 3 H2O
6 NO2 + 8 NH3 • 7 N2 + 12 H2O
Ako je vidieť na obrázku, tomuto systému predchádza aj oxidačný katalyzátor s filtrom pevných častíc: nielen na oxidáciu CO a HC, ale aj na zvýšenie podielu NO2 v porovnaní s NO, aby katalyzátor SCR pracoval optimálne môcť.
The Hodnoty emisií Pre nové vozidlá sú v celej Európe zákonom stanovené nasledujúce podmienky:
| Hodnoty emisií pre nové vozidlá (benzínové motory) | |||||
| Platnosť od | CO (g/km) | THC (g/km) | NOx (g/km) | HC + NOx (g/km) | |
| Euro 1 | 7/1992 | 2,72 | - | - | 0,97 |
| Euro 2 | 1/1996 | 2.20 | - | - | 0,50 |
| Euro 3 | 1/2000 | 2.30 | 0,20 | 0,15 | - |
| Euro 4 | 1/2005 | 1,00 | 0,10 | 0,08 | - |
| 5 euro | 1/2009 | 1,00 | 0,10 | 0,06 | - |
| Euro 6 | 1/2014 | 1,00 | 0,10 | 0,06 | - |
| Hodnoty emisií pre nové vozidlá (naftové motory) | |||||
| Platnosť od | CO (g/km) | THC + NOx (g/km) | NOx (g/km) | POPOLUDNIE (g/km) | |
| Euro 1 | 7/1992 | 3.16 | 1.13 | - | 0,180 |
| Euro 2 | 1/1996 | 1,00 | 0,90 | - | 0,100 |
| Euro 3 | 1/2000 | 0,64 | 0,56 | 0,50 | 0,050 |
| Euro 4 | 1/2005 | 0,50 | 0,30 | 0,25 | 0,025 |
| 5 euro | 1/2009 | 0,50 | 0,23 | 0,18 | 0,0045 |
| Euro 6 | 1/2014 | 0,50 | 0,17 | 0,08 | 0,0045 |
Ako vidno z tabuliek, v súčasnosti je v tejto krajine v platnosti norma Euro 6. Je veľmi ľahké ju prečítať a vypočítať úsilie vynaložené na splnenie týchto noriem.
Poznámky k pokusom o kopírovanie predlohy 25
Oba experimenty nie sú vhodné ako študentské experimenty, pretože potrebné vybavenie a nebezpečenstvo úniku plynu sú príliš veľké (niekoľko študentov nemôže pracovať v digestore).
Pokus 1 ponúka možnosť spoznať niektoré vlastnosti dvoch oxidov dusíka NO a NO2 a tiež oxidáciu NO s objemovou kontrakciou.
Pokus 2 umožňuje detekciu oxidov dusíka. Na tento účel je vhodný plyn vyrobený v experimente 1. Ak sa nebojíte námahy, bolo by samozrejme živé, keby ste overenie zopakovali so zachytenými výfukovými plynmi.