डीजल इंजन में यूरिया का प्रयोग
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आधुनिक पर्यावरण नियम डीजल इंजन की निकास गैसों में प्रदूषकों के उत्सर्जन मूल्यों पर सख्त सीमाएँ निर्धारित करते हैं। यह इंजीनियरों को मानकों को पूरा करने के लिए नए समाधान खोजने के लिए मजबूर करता है। इनमें से एक एससीआर (सेलेक्टिव कैटेलिटिक रिडक्शन) एग्जॉस्ट आफ्टरट्रीटमेंट सिस्टम में डीजल ईंधन के लिए यूरिया का उपयोग था। इस तकनीक का उपयोग करने वाले डेमलर इंजन को ब्लूटेक कहा जाता है।
एससीआर प्रणाली क्या है
यूरो 6 पर्यावरण प्रोटोकॉल 28 से 2015 यूरोपीय संघ देशों में लागू है। नए मानक के तहत, डीजल कार निर्माता कठोर आवश्यकताओं के अधीन हैं क्योंकि डीजल इंजन वातावरण में कालिख और नाइट्रोजन ऑक्साइड छोड़ कर पर्यावरण और मानव स्वास्थ्य को भारी नुकसान पहुंचाते हैं।
जबकि गैसोलीन इंजन की निकास गैसों को साफ करने के लिए तीन-तरफा उत्प्रेरक कनवर्टर का उपयोग पर्याप्त है, डीजल इंजन के लिए निकास गैसों में विषाक्त यौगिकों को बेअसर करने के लिए एक अधिक परिष्कृत उपकरण आवश्यक है। डीजल इंजन निकास गैसों से सीओ (कार्बन मोनोऑक्साइड), सीएच (हाइड्रोकार्बन) और कालिख कणों को साफ करने की दक्षता उच्च दहन तापमान पर बढ़ जाती है, जबकि इसके विपरीत, एनओएक्स कम हो जाता है। इस समस्या का समाधान निकास प्रणाली में एक एससीआर उत्प्रेरक की शुरूआत थी, जो नाइट्रोजन ऑक्साइड (एनओएक्स) के विषाक्त यौगिकों के अपघटन के आधार के रूप में डीजल यूरिया का उपयोग करता है।
हानिकारक उत्सर्जन को कम करने के लिए, इंजीनियरों ने एक विशेष डीजल सफाई प्रणाली - ब्लूटेक विकसित की है। कॉम्प्लेक्स में तीन पूर्ण सिस्टम होते हैं, जिनमें से प्रत्येक विषाक्त यौगिकों को फ़िल्टर करता है और हानिकारक रासायनिक यौगिकों को तोड़ता है:
- उत्प्रेरक - CO और CH को निष्क्रिय करता है।
- पार्टिकुलेट फ़िल्टर - कालिख के कणों को फँसाता है।
- एससीआर उत्प्रेरक कनवर्टर - यूरिया के साथ एनओएक्स उत्सर्जन को कम करता है।
पहली सफाई प्रणाली का उपयोग मर्सिडीज-बेंज ट्रकों और कारों पर किया गया था। आज, कई निर्माता कठोर पर्यावरण नियंत्रण आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए अपनी कारों को एक नई सफाई प्रणाली में परिवर्तित कर रहे हैं और डीजल इंजनों में यूरिया का उपयोग कर रहे हैं।
तकनीकी यूरिया AdBlue
स्तनधारी चयापचय का अंतिम उत्पाद, यूरिया, XNUMXवीं सदी से जाना जाता है। कार्बोनिक एसिड डायोमाइड को अकार्बनिक यौगिकों से संश्लेषित किया जाता है और इसका व्यापक रूप से कृषि में उपयोग किया जाता है। ऑटोमोटिव उद्योग में, नाइट्रोजन ऑक्साइड से विषाक्त निकास गैसों के शुद्धिकरण में एक सक्रिय एजेंट के रूप में एडब्लू तकनीकी तरल पदार्थ का समाधान।
Adblue में 40% यूरिया और 60% आसुत जल है। संरचना को एससीआर प्रणाली में नोजल पर इंजेक्ट किया जाता है जिसके माध्यम से निकास गैसें गुजरती हैं। एक अपघटन प्रतिक्रिया होती है, जिसमें नाइट्रिक ऑक्साइड हानिरहित नाइट्रोजन और पानी के अणुओं में टूट जाता है।
डीजल के लिए तकनीकी यूरिया - Adblue का यूरिया यूरिया से कोई लेना-देना नहीं है, जिसका उपयोग कृषि-औद्योगिक क्षेत्र और फार्माकोलॉजी में किया जाता है।
डीजल इंजन में एडब्लू
एक तरल निकास उपचार प्रणाली, या एससीआर कनवर्टर, एक बंद प्रणाली है जिसके माध्यम से कालिख मुक्त डीजल निकास प्रवाहित होता है। एडब्लू तरल को एक स्व-निहित टैंक में डाला जाता है और कनवर्टर में प्रवेश करने से पहले एक मापा खुराक में निकास पाइप में इंजेक्ट किया जाता है।
मिश्रित गैस एससीआर न्यूट्रलाइजेशन यूनिट में प्रवेश करती है, जहां यूरिया में अमोनिया की कीमत पर नाइट्रिक ऑक्साइड को विघटित करने के लिए एक रासायनिक प्रतिक्रिया होती है। नाइट्रिक ऑक्साइड के साथ संयोजन में, अमोनिया अणु इसे ऐसे घटकों में तोड़ देते हैं जो मनुष्यों और पर्यावरण के लिए हानिरहित हैं।
संपूर्ण सफाई चक्र के बाद, प्रदूषकों की न्यूनतम मात्रा वायुमंडल में उत्सर्जित होती है, उत्सर्जन पैरामीटर यूरो-5 और यूरो-6 प्रोटोकॉल का अनुपालन करता है।
डीजल निकास सफाई प्रणाली के संचालन का सिद्धांत
एक पूर्ण डीजल इंजन आफ्टरट्रीटमेंट प्रणाली में एक उत्प्रेरक कनवर्टर, एक कण फिल्टर और एक एससीआर प्रणाली शामिल होती है। चरणों में सफाई के संचालन का सिद्धांत:
- निकास गैसें उत्प्रेरक कनवर्टर और पार्टिकुलेट फ़िल्टर में प्रवेश करती हैं। कालिख को फ़िल्टर किया जाता है, ईंधन के कणों को जला दिया जाता है, और कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोकार्बन को हटा दिया जाता है।
- इंजेक्टर का उपयोग डीजल पार्टिकुलेट फ़िल्टर और एससीआर कैटेलिटिक कनवर्टर के बीच कनेक्शन में एक निश्चित मात्रा में AdBlue को इंजेक्ट करने के लिए किया जाता है। यूरिया के अणु अमोनिया और आइसोसायनिक एसिड में विघटित हो जाते हैं।
- अमोनिया नाइट्रोजन ऑक्साइड के साथ मिल जाता है, जो प्रयुक्त डीजल ईंधन का सबसे हानिकारक घटक है। अणु विभाजित हो जाते हैं, जिससे पानी और नाइट्रोजन का निर्माण होता है। हानिरहित निकास गैसें वायुमंडल में छोड़ी जाती हैं।
डीजल के लिए यूरिया की संरचना
डीजल इंजन द्रव की स्पष्ट सादगी के बावजूद, जैविक उर्वरक का उपयोग करके स्वयं यूरिया तैयार करना असंभव है। यूरिया अणु (NH2) 2CO का सूत्र, भौतिक रूप से एक गंधहीन सफेद क्रिस्टल है, जो पानी और ध्रुवीय सॉल्वैंट्स (तरल अमोनिया, मेथनॉल, क्लोरोफॉर्म, आदि) में घुलनशील है।
यूरोपीय बाजार के लिए, तरल पदार्थ का उत्पादन वीडीए (जर्मन ऑटोमोबाइल इंडस्ट्री एसोसिएशन) की देखरेख में किया जाता है, जो विनिर्माण कंपनियों को लाइसेंस जारी करता है, जिनमें से कुछ घरेलू बाजार के लिए तरल पदार्थ की आपूर्ति करते हैं।
रूस में, AdBlue ब्रांड के तहत जालसाजी 50% से अधिक है। इसलिए, रूसी निर्मित डीजल इंजन के लिए यूरिया खरीदते समय, आपको "आईएसओ 22241-2-2009 अनुपालन" अंकन द्वारा निर्देशित किया जाना चाहिए।
पेशेवरों और विपक्ष
यूरिया के उपयोग के फायदे स्पष्ट हैं - केवल इस अभिकर्मक के साथ एससीआर डीजल इंजन की निकास गैस उपचार प्रणाली पूरी तरह से कार्य कर सकती है और यूरो 6 मानक की आवश्यकताओं को पूरा कर सकती है।
पर्यावरण की रक्षा के अलावा, यूरिया शुद्धिकरण के लाभों में निम्नलिखित बिंदु शामिल हैं:
- कारों के लिए इसकी खपत केवल 100 ग्राम प्रति 1000 किमी है;
- एससीआर प्रणाली आधुनिक डीजल वाहनों में एकीकृत है;
- कुछ देशों में यूरिया सफाई प्रणाली स्थापित होने पर वाहन के उपयोग पर कर कम हो जाता है, और जुर्माने का कोई जोखिम नहीं होता है।
दुर्भाग्य से, इस प्रणाली के नुकसान भी हैं:
- यूरिया का हिमांक लगभग -11°C होता है;
- नियमित ईंधन भरने की आवश्यकता;
- कार की लागत बढ़ जाती है;
- नकली Adblue तरल की एक बड़ी मात्रा;
- ईंधन की गुणवत्ता के लिए बढ़ी हुई आवश्यकताएं;
- सिस्टम घटकों की महंगी मरम्मत।
डीजल वाहनों में निर्मित एकीकृत यूरिया स्क्रबिंग प्रणाली विषाक्त उत्सर्जन को कम करने का एकमात्र तरीका है। संचालन में कठिनाइयाँ, ट्रक अभिकर्मकों की उच्च लागत, खराब गुणवत्ता वाले तरल पदार्थ और डीजल ईंधन का मतलब है कि कई ड्राइवर सिस्टम को अक्षम करना और एमुलेटर स्थापित करना पसंद करते हैं।
हालाँकि, यह समझना महत्वपूर्ण है कि यूरिया एकमात्र डीजल रसायन है जो पर्यावरण में नाइट्रिक ऑक्साइड की रिहाई को रोकता है, जिससे कैंसर हो सकता है।
