Kategoriat
Dieselmoottorissa palaminen tapahtuu suurella ilmamäärällä korkeassa lämpötilassa verrattain laihalla seoksella. Sylintereihin tuotu ilma puristetaan tilavuuteen, joka on monin kerroin tiiviimpi kuin alkuperäinen tilavuus.
Tätä vielä tehostetaan ahtamisen välityksellä. Puristuksen loppuvaiheessa sylinterin lämpötila nousee ja paine kasvaa. Sitten korkeapaineinen dieselpolttoaine suurella nopeudella ruiskutetaan puristuvien kaasujen sekaan. Tämän seurauksena tapahtuu työkierron mukainen varsin taloudellinen palamisprosessi, jonka Rudolf Diesel tahollaan totesi jo reilu sata vuotta sitten.
Tällä tavoin olosuhteet ovat suotuisat runsaalle typpioksidien muodostumiselle. Mitä taloudellisemmaksi dieselmoottori pyritään saamaan tai mitä raskaammin moottoria ahdetaan, kasvaa NOX– eli typpioksidipäästöjen määrä lähes eksponentiaalisesti.
Kemia avuksi
Pakokaasupäästöjä säätelevien EU-normien kiristyessä dieselmoottorin tuottamat typpioksidipäästöt alkoivat tuottaa päänvaivaa. Todettiin, että päästöjen jälkikäsittelypuolella on aika kehittää jotain uutta.
Kemistien tuella päädyttiin urearuiskutukseen ja valikoivasti pelkistävään SCR-katalysaattoritekniikkaan. Tiettävästi ensimmäinen tämän sorttisella pakokaasujen jälkikäsittelylaitteistolla varustettu dieselkone oli Nissan Dieselin kehittämä kuorma-auton kuusisylinterinen moottori liki 20 vuotta sitten.
Sittemmin AdBlue-urearuiskutuksesta ja siihen liittyvästä SCR-katalysaattoritekniikasta onkin tullut dieselmoottorin pelastus. SCR-tekniikassa kyse on tehokkaasta, selektiivisestä typpioksidien pelkistämisestä, jossa vettä (67,5 %) ja ureaa (32,5 %) sisältävä lisäaine ruiskutetaan kuumien pakokaasujen sekaan ennen pelkistävää SCR-katalysaattoria. Urean sisältämän ammoniakin ja katalysaattorin toiminnan avulla pakokaasujen sisältämät typpioksidimolekyylit pelkistyvät typeksi ja vesihöyryksi.
Pakkanen jäädyttää, helle hajottaa
Täysin ongelmatonta urealiuoksen käyttö ei ole. Koska liuos sisältää runsaasti de-ionisoitua vettä, alkaa se jäätymään 11 asteen pakkasessa. Toisaalta urealiuosta ei saa säilyttää yli 30 asteen lämpötilassa eikä altistaa suoralle auringonvalolle.
AdBlue-urealiuosta joudutaan tankkaamaan tai lisäämään ajoittain. Yleensä sen menekki on luokkaa 3-5 % ajoneuvon polttoaineenkulutuksesta. Henkilöauton 10-15 litran vetoisen AdBlue-säiliön määrä riittää ajomatkalle, joka monesti on lyhyempi kuin auton perushuoltoväli.
Raskaassa kalustossa, jossa SCR-tekniikka otettiin aikaisemmin käyttöön, AdBlue-urealiuoksen menekki on suurempaa ja ajoneuvokohtaiset säiliöt ovat selvästi mittavampia. Tosin säiliöille on tilaakin merkittävästi enemmän kuin henkilö- ja pakettiautoissa.
Urealiuoksesta käytetään englannin kielessä lyhennettä DEF, joka tulee sanoista Diesel Exhaust Fuel.
Ammoniakkia pakokaasuissa
Urealiuoksen käyttäminen kasvattaa NH3– eli ammoniakkipäästöjen määrää. Tämän vuoksi etenkin raskaassa kalustossa pakokaasujen puhdistuslaitteiston perimmäisenä on vielä niin kutsuttu CUC-katalysaattori, jonka tehtävänä on leikata haitallisia ammoniakkipäästöjä.
Uusimpien Euro 6d-päästökiristysten myötä tällaista CUC-ammoniakkikatalysaattoria on yhä useammin alettu käyttää myös henkilö- ja pakettiautoissa.
Varmennettu valmistusprosessi
Toisin kuin ammoniakki, vedellä laimennettu urealiuos on periaatteessa myrkytöntä ollen vaaratonta käsitellä. Se ei voi syttyä eikä räjähtää, mutta jos sitä pääsee läikkymään, on syytä tehdä huolellinen jälkien siivous puhtaan veden avulla.
Urea syntyy reaktiossa nestemäisen ammoniakin ja hiilidioksidin välillä. Prosessissa muodostunut sula sekoitetaan sähköä johtamattoman veden kanssa, jolloin kehittyy ureakiteitä. Tämän jälkeen ureakiteitä käytetään AdBlue-urealiuoksen ohjeenmukaisessa valmistuksessa.
Jotta tuotetta voidaan kutsua nimellä AdBlue, se tulee valmistaa eurooppalaisen standardin ISO/PAS 22241-1 mukaisesti. Vasta sitten urealiuos voidaan varustaa rekisteröidyllä AdBlue-tavaramerkillä.
AdBlue-urealiuoksen tuottajalle on tärkeää omata tehokas ja laadultaan varmistettu valmistusprosessi.
Ajoneuvoissa käytetään urealiuoksen säiliöön asennettua laatutunnistinta, jonka tehtävänä varsin usein on lisäksi valvoa nestepinnan korkeutta ja urealiuoksen lämpötilaa.
Saanti varmistettu
Urealiuoksen riittävällä saannilla on tärkeä merkitys suomalaisen kuljetuslogistiikan toimivuuden kannalta. On arvioitu, että noin 90 % raskaasta kalustosta ja käytössä olevista linja-autoista on varustettu SCR-tekniikalla, joka vaatii AdBlue-urealiuoksen käyttämistä.
Viimeisen vuoden aikana urealiuoksen kotimaista tuotantoa on kahden valmistajan toimesta kasvatettu.
Tässäkin suhteessa Ukrainassa käytävällä sodalla on ollut arvaamattomia vaikutuksia urean saatavuuteen ja hintaan. Urean maailmanmarkkinahinta tosin lähti nousemaan jo ennen Venäjän helmikuussa 2022 aloittamaa hyökkäyssotaa naapurimaassaan.
Urealla on toki paljon muitakin käyttökohteita, esimerkkinä lannoitteet, rehujen raaka-aineet ja kosmetiikkavalmisteet.
AdBluen ehtyminen ajoneuvossa tarkoittaa liikkumisen loppumista moottorin sammuttamisen jälkeen.
Ja koska kyse on ajoneuvon tyyppihyväksynnässä pakokaasupäästöjä tärkeällä tavalla säätelevästä tekniikasta, ei urearuiskutusjärjestelmää saa saattaa toimimattomaan tilaan.
Juha Kiiskinen JK- Textservice
Kirjoittajan arkisto- juha@textservice.fi