Unidad de UV-Vis y prueba DEF
Por Patrick Kilbane, Northeast Business Manager, Tribology

La reducción de las emisiones de NOx en los motores diésel ha sido de mucha importancia desde la década de 1980. El uso de la tecnología de recirculación (EGR) de escape de gas para reducir las emisiones de NOx es una implementación de diseño de equipo importante para los motores de diésel y de esta forma satisfacer las necesidades impuestas por la EPA 2002 y 2004 para fabricantes de motores. Esto fue parte de un esfuerzo global para reducir una variedad de contaminantes de los motores diésel como los hidrocarburos, partículas, monóxido de carbono y óxidos de nitrógeno (NOx). La reducción de las emisiones de NOx han visto controles más estrictos sobre los motores diésel de carreteras desde el 2010 y además ayudando a reducir el smog y lluvia ácida causada por las emisiones de NOx. Una aproximación a estos nuevos estándares de emisiones es el uso de la tecnología del tratamiento en forma de reducción catalítica selectiva (SCR) que convierte compuestos dañinos NOx en compuestos inofensivos.

La última fase del catalizador SCR toma cualquier amoníaco sin reaccionar, restantes en la corriente de escape y reacciona con el oxígeno para formar agua y nitrógeno. En los Estados Unidos la solución de urea se refiere comúnmente como líquido de escape diésel (DEF).

La pureza de la urea y el agua para mezclar la solución acuosa es muy importante para un desempeño adecuado. El primer estándar, ISO 22241-1, aborda las características de calidad o pureza, las características químicas y la precisión de los métodos de prueba utilizados para el análisis de las soluciones de urea.
Aldehídos – aldehído es considerado a un indeseable producto que se encuentra en muchas fuentes de urea fertilizantes grado agrícola y formulaciones de urea industrial utilizadas en la fabricación de resina. Sólo grados muy puros de urea pueden ser utilizados para garantizar la efectividad de la SCR. Esto se mide con equipos especializados (espectrofotómetro UV/Vis, ver imagen 1).
Alcalinidad, la alcalinidad se mide como amoníaco en la solución y puede estar presente como uno o ambos como un componente de producción residual o como una producto de descomposición de Urea. La cantidad de amoníaco presente en la solución de urea debe ser controlada para prevenir olores nocivos en la solución y para minimizar las reacciones que compiten dentro del SCR.

Biuret es un subproducto residual de la producción de urea y biuret es también un producto de la descomposición de la Urea. La cantidad de biuret presente en la solución de urea debe ser controlado para optimizar las reacciones dentro del SCR. Esto se mide con equipos especializados (espectrofotómetro).

Fosfato – fósforo, a menudo en forma de fosfatos, se encuentran comúnmente en los fertilizantes agrícolas. La solución de urea para el SCR debe ser de una pureza mucho más alta que el utilizado en fertilizantes y en esta prueba se utiliza para asegurar su pureza.

Sólidos – material no disuelto o sólidos en la solución de urea pueden quedar atrapadas en el catalizador. Estos sólidos se acumulan en el material del catalizador, la eficiencia de la remoción de NOx será reducida y presión excesiva puede acumularse en la corriente de escape.

Metales y elementos – la presencia de metales puede interferir con el funcionamiento de la solución acuosa de urea y potencialmente causar incrustaciones del material catalizador. Esta prueba es también un indicador de la pureza total de la urea y el agua. Son probados los elementos calcio, hierro, cobre, Zinc, cromo, níquel, aluminio, magnesio, sodio y potasio por ICP, ver imagen 2.

Concentración de urea – la concentración de urea en la solución acuosa debe ser en 32,5%. Esta concentración proporciona una eficacia óptima para las reacciones que tienen lugar en la Urea SCR. Soluciones variando en concentración por más de 0,7% puede resultar en reducción de NOx o amoníaco residual en los gases de escape. La urea se mide indirectamente por el índice de refracción de la solución o por la concentración total de nitrógeno en la solución.

Confirmación de urea – puesto que las pruebas de concentración de urea no realmente miden la urea directamente, una prueba adicional está disponible para la confirmación cualitativa de la presencia de urea. Esta prueba simplemente indica que la urea compuesta está realmente presente en la solución y confirmada mediante la identificación de picos con un FTIR.

Mantenimiento y monitoreo del sistema SCR, incluyendo la utilización del DEF especificado, pueden ayudar a asegurar una vida larga y eficiente de su sistema y reducir al mínimo la necesidad de un cambio.

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