Startseite » Allgemein »

Umweltfreundliche Schädlingsbekämpfung

Harnstoffmischer zur Verbesserung der Konvertierungsleistung des Katalysators
Umweltfreundliche Schädlingsbekämpfung

Anzeige
Der vorgestellte Harnstoffmischer dient der Beseitigung von Stickoxiden aus dem Abgas von Dieselmotoren. Patentiert und seriennah lässt sich das Hightech Produkt auf verschiedene Anwendungen zuschneiden. Über die Geometrie der Schaufeln kann zum Beispiel das Verhältnis zwischen Abgasgegendruck und Gleichverteilung des Ammoniaks relativ einfach optimiert werden.

Boysen präsentierte auf der IAA zum ersten Mal das seriennahe Modell eines sogenannten Harnstoffmischers. Als Bestandteil eines Katalysator-Systems trägt die turbinenförmige Komponente dazu bei, Stickoxide aus dem Abgas von Dieselmotoren zu beseitigen. Ab 2008 wird Boysen den Mischer in Serie fertigen. Beide Modelle sind für Motoren mit 3 l Hubraum vorgesehen. Mit Ausnahme des Lachgases (Distickstoffmonoxid, N2O) bilden Stickoxide in Verbindung mit Wasser Säure. In der Atmosphäre sind sie mitverantwortlich für Ozon, Smog und sauren Regen. Im menschlichen Körper wirken sie wegen der Säurebildung auf den Schleimhäuten reizend und giftig. Zur Einhaltung künftiger Emissionsnormen arbeitet man seit geraumer Zeit an geeigneten Maßnahmen zur Denoxierung von Abgasen. Die Grenzwerte der ab 2014 geltenden Norm Euro 6 verlangen beispielslweise gegenüber heute eine Senkung der Stickoxidemissionen um rund 70 %.

Garaus den Stickoxiden
Durch die Verbrennung mit Luftüberschuss und hohe Temperaturen produzieren direkteinspritzende Dieselmotoren sehr viel Stickoxid. In der Abgasnachbehandlung gibt es Möglichkeiten, diese Substanzen unschädlich zu machen. Bei Dieselmotoren mit kleinem Hubraum reichen dazu Speicherkatalysatoren aus. Bei großvolumigen Aggregaten sind SCR-Katalysatoren unumgänglich. Die Abkürzung SCR steht für Selective Catalytic Reduction. „Selektiv“ deshalb, weil der SCR-Kat ausschließlich gegen Stickoxide wirkt. Um die katalytische Reduktion auszulösen, wird vor dem SCR-Kat eine Harnstofflösung (AdBlue) in den Abgasstrom eingespritzt. Im Katalysator reagieren die Stickoxide aus dem Abgas mit dem Ammoniak (NH3), das aus der wässrigen Lösung gebildet wird. Endprodukte der chemischen Reaktion sind harmloser Stickstoff (N2) und Wasser (H2O).
Gestaltung der Schaufelgeometrie
Voraussetzung für eine nahezu vollständige Denoxierung – Ziel 90 % – ist die Freisetzung des Ammoniaks aus der wässrigen Harnstofflösung. Sie wird durch die Art der Einspritzung – Dosierung, Strahlausformung, Strahlwinkel usw. – und durch den Harnstoffmischer beeinflusst. Der Mischer hat doppelte Funktion: Er heizt die winzigen Tröpfchen auf, damit die Flüssigkeit verdampft. Daher auch die alternative Bezeichnung Harnstoffverdampfer. Der Mischer sorgt dafür, dass das Ammoniak gleichmäßig über den Rohrquerschnitt verteilt wird. Entscheidend hierfür ist die Gestaltung der Schaufelgeometrie. Je nach Anforderungsprofil können die Mischer für verschiedene Anwendungen unterschiedlich geformt sein. Boysen hat für die turbinenartige Ausgestaltung des Harnstoffmischers Patentschutz beantragt, ebenso für das Fertigungsverfahren, mit dem die Gasleitschaufeln aus der Wand des Abgasrohres ausgeformt werden können.
Trotz unscheinbarem Äußeren ist der Harnstoffmischer ein echtes Hightech-Produkt. Über die Geometrie der Schaufeln lässt sich das Verhältnis zwischen Abgasgegendruck und Gleichverteilung des Ammoniaks relativ einfach optimieren. Für eine optimale katalytische Reduktion müssen Harnstoffeinspritzung, -mischer und SCR-Kat exakt aufeinander abgestimmt sein. Wird nicht genügend Ammoniak freigesetzt, übersteigen die Stickoxidemissionen die gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte. Der umgekehrte Fall ist ebenso wenig wünschenswert: Wird zuviel Ammoniak freigesetzt, besteht die Gefahr, dass ein Teil davon den SCR-Kat passiert und ins Freie gelangt. Die Substanz wird bereits in geringen Mengen als unangenehmer Geruch wahrgenommen. Höher konzentriert kann es zu Verätzungen der Atemwege führen. Um den Durchbruch von Ammoniak zu verhindern, würden Fahrzeughersteller unter Umständen sogar einen zusätzlichen Katalysator in das Abgassystem einbauen. Aus Kosten- und Gewichtsgründen gilt der sogenannte Sperrkatalysator unter Experten als ultima ratio.
Boysen; Telefon: 07453/20-274;
Anzeige
Newsletter

Jetzt unseren Newsletter abonnieren

Webinare & Webcasts

Technisches Wissen aus erster Hand

Whitepaper

Whitepaper aller unserer Industrieseiten

Video-Tipps

Unser aktueller Video-Tipp: 100 Jahre BMW

Anzeige
Anzeige

Industrie.de Infoservice
Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de