SCR-Katalysator & AdBlue

In der Fahrzeugtechnik wird das SCR-Verfahren angewendet, um bei Dieselfahrzeugen die Stickoxidemissionen zu senken. Mit Hilfe dieser Technik können Dieselmotoren die sehr strenge amerikanische BIN5 Abgasnorm sowie die Euro6 Norm erfüllen.

Das für die SCR-Reaktion benötigte Ammoniak wird nicht direkt, d. h. in reiner Form, verwendet, sondern in Form einer 32.5-prozentigen, wässrigen Harnstofflösung, von der Industrie einheitlich mit AdBlue bezeichnet.

Diese wässrige Lösung wird vor dem SCR-Katalysator in den Abgasstrang, z. B. mittels Dosierpumpe oder Injektor, eingespritzt. Aus der Harnstoff-Wasser-Lösung entstehen Ammoniak und CO2. Das so erzeugte Ammoniak kann in einem speziellen SCR-Katalysator bei entsprechender Temperatur mit den Stickoxiden im Abgas reagieren. Die Menge des eingespritzten Harnstoffs ist von der motorischen Stickoxidemission und damit von der momentanen Drehzahl und dem Drehmoment des Motors abhängig.

Der Verbrauch an Harnstoff-Wasser-Lösung beträgt abhängig von der Rohemission des Motors etwa 8 bis 10 % der Menge des eingesetzten Dieselkraftstoffs (Wert für Daily F1C Euro6). Es muss deshalb ein entsprechendes Tankvolumen mitgeführt werden. 

Zur Erzielung hoher NOx-Minderung ist es wichtig, dass AdBlue im richtigen Verhältnis zur Stickoxidemission des Motors dosiert wird. Da SCR-Katalysatoren bis zu einer gewissen Grenze NH3 speichern können, muss die Dosierung im Mittel der NOx-Emission entsprechen. Ist die Dosierung zu gering, sinkt der Wirkungsgrad der Stickoxidminderung. Wird zu viel Harnstoff zudosiert, so kann das daraus gebildete überschüssige Ammoniak nicht mit NOx reagieren und in die Umgebung gelangen. Da Ammoniak einen stechenden Geruch hat und bereits in sehr kleinen Konzentrationen wahrgenommen werden kann, würde dies bei einer Überdosierung zu einer Geruchsbelästigung führen. Abhilfe schafft man, indem hinter dem SCR-Katalysator ein  Oxidationskatalysator eingebaut wird. Dieser wandelt im Falle einer Ammoniak-Überdosierung das NH3 wieder in Stickstoff und Wasser um. Eine weitere Möglichkeit, den sogenannten Ammoniak-Schlupf zu verhindern, ist eine grössere Auslegung des Katalysators, um damit eine gewisse Speicherfunktion zu erhalten.

Vorteile

Durch eine selektive katalytische Reduktion werden Stickoxide aus dem Abgas mit einem hohen Wirkungsgrad entfernt. Im Gegensatz zum Dieselpartikelfilter (DPF) ergibt sich kein Kraftstoffmehrverbrauch.

Nachteile

Der wesentliche Nachteil bei der Verwendung der SCR-Technologie ergibt sich aus dem benötigten AdBlue. Dieses muss in einem weiteren Tank mitgeführt und bedarfsgerecht in den Abgasstrom eingesprüht werden. Dadurch ergibt sich neben dem SCR-Katalysator und der Einsprühanlage die Notwendigkeit eines zweiten, kleineren Tanks neben dem Dieseltank.

Ein grosses Problem ist die weltweite (un)Verfügbarkeit von AdBlue! Eine Tankstelle ausserhalb Europas legt sich kaum einen Vorrat davon an, da Adblue dort so gut wie nie verkauft wird. Heutzutage fahren keine Speditionen mehr mit ihren LKW von der Schweiz oder Deutschland bis nach z.B. Pakistan! Die Ladungen werden heute von Partnerfirmen an der Grenze übernommen und diese fahren mit landesüblichen Fahrzeugen!

Weitere Probleme im Fernreiseeinsatz mit AdBlue sind:

• • das Harnstoff- Wassergemisch gefriert bei –10°C

  • Ad-Blue zerstzt sich bei hohen Temperaturen

  • auskristalisierter Harnstoff führt zu Verstopfungen

  • der Verbrauch von AdBlue liegt bei ca. 8 bis 10% des Dieselverbrauchs. Ob und wo AdBlue ausserhalb Europas erhältlich ist, muss vorgängig abgeklärt werden, bzw. genügend AdBlue mitgeführt werden

  • die zusätzliche Steuerung für die AdBlue-Einspritzung und deren Überwachung erfordert umfangreiche Sensorik 

  • Der Platz für den AdBlue-Tank am Fahrgestell geht für anderes Verloren

  • Vom Gesetzgeber erzwungene Strafmassnamen durch die Motorsteuerung bei Betrieb ohne AdBlue (Tank leer) wie Leistungsminderung oder "Notlauf"

Lösung

AdBlue durch den Fachbetrieb still legen lassen.

Hier ein kompetent geschriebener Beitrag aus dem Explorer-Magazin: Weltreise ade? 

(Vielen Dank Daniel)