Loading article…
ディーゼル排気液（DEF ; AUS 32とも呼ばれ、 AdBlue [3]として販売されることもある）は、ディーゼルエンジンによって生成される大気汚染の量を減らすために使用される液体です。具体的には、DEFは32.5％の尿素と67.5％の脱イオン水で作られた水性尿素溶液です。DEFは、窒素酸化物（NO
xディーゼルエンジンからの排気ガスに含まれるCO2濃度は、100～150ppmである。[4]
その他の名前
DEFを定義する国際規格（ISO 22241）では、AUS 32（尿素水溶液32％）と呼ばれています。[5] DEFは、ドイツ自動車工業会の登録商標であるAdBlueとしても販売されています。
SCRシステムのいくつかのブランドはDEFを使用しています。BlueHDIはプジョー、シトロエン、DSオートモービルズブランドを含むPSAグループの車両に使用されています。BlueTecはダイムラーAGによって、FLENDS（最終低排出ガス新ディーゼルシステム）はUDトラックスによって使用されています。Blue Sky DEFはプライムルーブス社によって製造され、小売販売されています。[6]
背景
ディーゼルエンジンは、通常、すすを完全に燃焼させ、未燃焼燃料の排出を防ぐために、希薄燃焼空気対燃料比（過剰ストイキ比）で運転されます。過剰な空気はNOの生成につながります。
x大気中の窒素から有害な汚染物質であるNOを除去する。SCRはNOの量を減らすのに使われる。
x大気中に放出される。別のタンクからDEFが排気管に注入され、排気熱でアンモニアに分解される。SCR触媒内でNO
xアンモニアによって還元されて水と窒素になり、どちらも汚染物質にはなりません。水と窒素は排気ガスを通じて大気中に放出されます。[7]
SCRは日産ディーゼル株式会社によって自動車に応用され、最初の実用製品「日産ディーゼルクオン」が2004年に導入されました。石油化学業界の協力を得て、2005年9月までに日本国内に1,300ヶ所のDEF供給ステーションのインフラが整備されました。[8]
2007 年、米国環境保護庁(EPA) は有害な排気ガスを大幅に削減する要件を制定しました。この基準を達成するため、カミンズ社と他のディーゼル エンジン メーカーはディーゼル粒子フィルター (DPF) を使用した後処理システムを開発しました。
DPF は低硫黄ディーゼル燃料では機能しないため、2007 年 EPA 排出基準に準拠するディーゼル エンジンでは、 DPF の損傷を防ぐために超低硫黄ディーゼル(ULSD) 燃料が必要です。短い移行期間の後、ULSD 燃料は米国とカナダの燃料ポンプで一般的に使用されるようになりました。
2007年のEPA規制は、 NOを削減した2010年のより厳しいEPA規制に備えるための暫定的な解決策として意図されていました。
xレベルはさらに上昇した。[9] 2008年には、コンプライアンスに関する懸念はDEF配布のインフラに移った。[10]
DEFの排気ガスへの注入率は、特定の後処理システムによって異なりますが、通常はディーゼル消費量の2～6％です。この低い注入率により、長い液体補充間隔が確保され、タンクのサイズと車両パッケージスペースへの侵入が最小限に抑えられます。電子制御ユニットは、NOなどのパラメータに応じて液体の追加を調整します。
x排気ガス中のアンモニア濃度（触媒コンバータの前、触媒コンバータの後、触媒コンバータが複数ある場合は触媒コンバータの間）、現在のアンモニア充填レベル、[11]エンジンの運転温度および速度。[要出典]
化学
DEFは尿素（NH）の32.5％溶液です。
2）
2CO 。高温の排気ガス流に噴射されると、水が蒸発し、尿素が熱分解して[12]アンモニア（NH
3）およびイソシアン酸（HNCO）：
- （NH
2）
2CO → NH
3+ 上等兵曹
イソシアン酸は水蒸気と反応して二酸化炭素とアンモニアに加水分解されます。
- HNCO + H 2 O → CO 2 + NH
3
これまでのところ、全体的には次のようになります。
- （NH
2）
2CO + H
2O → 2NH
3+ CO2
アンモニアは酸素と触媒の存在下で2種類の窒素酸化物を還元します。[13]
- 4NO + 4NH
3+ O プラス
2→ 4N
2+ 6 H 2 O（「標準SCR」）および - 6 いいえ
2+ 8 NH
3→ 7 北
2+ 12 H 2 O（「NO 2 SCR選択触媒還元」）[引用が必要] - いいえ+いいえ
2+ 2 NH
3→ 2N
2+ 3 時間
2O (「高速 SCR」)
NOの全体的な減少
x尿素による場合は次のようになります。
- 2 (NH 2 ) 2 CO + 4 NO + O 2 → 4 N 2 + 4 H 2 O + 2 CO 2および
- 4 (NH 2 ) 2 CO + 6 NO 2 → 7 N 2 + 8 H 2 O + 4 CO 2および
- (NH 2 ) 2 CO + NO + NO 2 → 2 N 2 + 2 H 2 O + CO 2
NO 2とNOの比率によって、どの反応が起こるか、またその速さが決まります。NO 2とNOが同量存在する場合、特に200℃から350℃の温度で、最高の変換率が達成されます。NOがNO 2 より多い場合は、高速SCRと標準SCRが順番に発生します。NO 2がNOより多い場合は、高速SCRとNO 2 SCRが順番に発生しますが、NO 2 SCRは標準SCRよりも遅く、硝酸アンモニウムが形成されて触媒コンバーターが一時的に不活性化される可能性があります。[14]
冬季の運行
DEFは-11℃（12℉）で凍結します。[15] [16] SCR排気浄化システムを低温で機能させるには、凍結したDEFをできるだけ短時間、できれば数分以内に十分溶解させる必要があります。たとえば、2010年のEPA排出ガス規制では、70分以内にDEF冷却剤を完全に流すことが求められています。[17] [18]
欧州では、規則(EC) No 692/2008 [19]の付属書XVI第10項に、-15℃(5℉)でエンジンを始動した場合、中心温度が-15℃(5℉)の凍結タンクからのDEFは20分以内に利用可能でなければならないと規定されている。
通常、凍結したDEFは、エンジンの熱、例えばサーモスタット式冷却水制御バルブによって制御されるDEFタンクを通過するエンジン冷却水によって溶解されます。この方法では、SCR排気浄化システムが完全に作動するまでにかなりの時間がかかり、多くの場合1時間ほどかかります。[4]
DEF を解凍する (したがって完全な SCR 操作を可能にする) 別の方法は、DEF タンクに電気ヒーターを組み込むことです。このヒーターは、十分な量の凍結 DEF を急速に溶かすために、適切なサイズ、位置、電力でなければなりません。ヒーター (の一部) が液体の外に出た場合に過熱しないように、できれば自己制御する必要があります。また、複雑なセンサーや温度調節システムを排除するためにも、できれば自己制御する必要があります。さらに、DEF は 60 °C (140 °F) 付近で分解し始めるため、ヒーターの温度は 50～60 °C (122～140 °F) を超えてはなりません。これを実現するために、 PTC ヒーターがよく使用されます。
安全性と保管
尿素溶液は透明で無毒であり、安全に取り扱うことができる。[20]尿素はアルミニウムなどの金属を腐食させるため、DEFは特別な容器で保管・輸送される。[21] [22]これらの容器は通常ステンレス鋼で作られている。[22]車両の選択触媒還元（SCR）システムとDEFディスペンサーは、尿素による腐食の影響を受けないように設計されています。[21] DEFは、直射日光の当たらない涼しく乾燥した換気の良い場所に保管することが推奨されている。大量のDEFは、ポリエチレン容器（HDPE、XLPE）、グラスファイバー強化プラスチック（FRP ）、およびスチールタンク内での保管に適合している。DEFは、保管および輸送のために 中間バルク容器で取り扱われることも多い。
DEF は、1 回または繰り返し少量使用するための容器から、大量の DEF を必要とする消費者向けのバルク キャリアまで、さまざまな量で消費者に提供されています。2013 年現在、多くのトラック ストップにDEF ポンプが追加されています。これらは通常、燃料ポンプの隣にあるため、運転手はトラックを動かさずに両方のタンクを充填できます。
ヨーロッパでは、使い捨てのプラスチック容器を使用する従来の方法ではなく、ディーゼル排気液をポンプで注入するディスペンサーを提供するガソリンスタンドが増えています。これらのポンプ式ディスペンサーは商用車を対象としていることが多いですが、現在では、容積で DEF を必要とする乗用車の増加に対するソリューションとしても登場し始めています。
空港ではディーゼル地上サービス車両にDEFが必要になることがあるため、燃料システム凍結防止剤の代わりに誤ってDEFをジェット機に使用してサービスを行わないように、ラベルの貼付と保管を慎重に管理する必要があります。このミスは、飛行中のエンジン故障や地上待機の事故の原因となっています。 [23] [24] [25]
供給不足
韓国
2021年12月現在、韓国[アップデート]ではDEF不足が続いており、経済に大混乱をもたらしている。使用される尿素のほとんどは中国から供給されているため、中国が9月に尿素輸出の義務的検査を導入して以来、輸入が鈍化している。 [26] 1月から9月の間に韓国の尿素輸入の約97％が中国から来た。2015年、韓国は排ガス制御のためにディーゼル車に尿素溶液の使用を義務付けており、現在では登録車両の40％に影響を与えている。2015年以降に製造されたディーゼル車にはSCRシステムの装備が義務付けられた。[27]韓国政府は尿素溶液の配給を開始し、ドライバーの買いだめが輸送と産業の停止を引き起こす可能性のある深刻な不足を悪化させたため、その転売を禁止した。[28]ディーゼル車に使用される主要材料の供給不足を緩和するため、 KC -330シグナスがオーストラリアからディーゼル排気液を輸入するために派遣された。[29]
オーストラリア
2021年12月初旬、オーストラリア全国道路交通協会も、中国での尿素不足により、国内でのDEF不足について懸念を表明した。[30]中国は国内供給とDEF価格の上昇を保護するために輸出を制限した。12月中旬までに、オーストラリアには約7週間分のAdBlueの在庫が残っていた。[31] 12月14日、オーストラリアの企業IORは新工場を建設すると発表した。[32]
参考文献
- ^ 「日野標準SCRユニット」日野自動車。2014年8月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年7月30日閲覧。
- ^ 「DPRの将来」（PDF）。日野自動車。 2014年7月30日閲覧。
- ^ 「AdBlueの機能とは？」Eurol 潤滑剤2020年5月18日2021年11月16日閲覧。
- ^ ab 「DEFとは何か？」(PDF)。Cummins Filtration。2021年3月23日時点のオリジナル(PDF)よりアーカイブ。
- ^ 「ISO 22241-4:2019 ディーゼルエンジン - NOx削減剤 AUS 32」。ISO（国際標準化機構）。2019年7月1日。
- ^ 「Prime Lubes Inc」.
- ^ “How it works”. H2Blu . 2017年11月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年7月9日閲覧。
- ^ “尿素CSRシステム（FLENDS）” [CSRシステム「FLENDS」].自動車技術会. 2021 年11 月 28 日に取得。
- ^ Mark Quasius (2013年5月1日). 「2010 EPA排出基準とディーゼル排気液」. FamilyRVing . 2021年12月3日閲覧。
- ^ Brian Straight (2008年5月28日). 「DEFインフラは良好な状態」. Fleet Owner . 2021年12月3日閲覧。
- ^ 「ダブルインジェクション技術による排気ガス処理」ボッシュ。 2022年5月8日閲覧。
- ^ Kuternowski, Filip; Staszak, Maciej; Staszak, Katarzyna (2020年7月). 「有限体積法によるディーゼル排気ガス後処理システムの選択触媒還元（SCR）における尿素分解のモデリング」.触媒. 10 (7): 749. doi : 10.3390/catal10070749 .
- ^ EP 2551009、Harris、Thomas M.、Ayyappan、Ponnaiyan、Dou、Danan、「高アンモニウム含有量および低凝固点を有するディーゼル排気流体配合物」、2013 年 1 月 30 日公開、Deere & Co.に譲渡。
- ^ Koebel, Manfred; Madia, Giuseppe; Elsener, Martin (2002). 「 低温でのNOおよびNO 2の選択的触媒還元」. Catalysis Today . 73 (3–4): 239–247. doi :10.1016/S0920-5861(02)00006-8.
- ^ 「AdBlueは凍結しますか？」carsneedcare。2023年5月。
- ^ Panayi, Adam (2017). 「よくある質問」. discoverdef.com . 2017年12月29日閲覧。
- ^ 「DEF Equipment Delivery & Storage」 Cummins Inc. 2017 . 2017年12月29日閲覧。
- ^ 「ディーゼル排気液に関する5つの事実と虚構」。Victory Blue - ディーゼル排気液。2016年。2017年12月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。2017年12月29日閲覧。
- ^ 2008年7月18日の規則 (EU) No 692/2008、軽乗用車および商用車からの排出ガス (ユーロ5およびユーロ6) に関する自動車の型式認可および自動車の修理およびメンテナンス情報へのアクセスに関する欧州議会および理事会規則 (EC) No 715/2007の実施および改正
- ^ 「3. 危険有害性の特定」（PDF）。尿素溶液 32.5% の製品安全シート。Fertiberia。2008年 8 月 21 日。p.
2。3.1 – 人間の健康について…この製品は毒性が低く、健康に有害であるとは考えられていません。… 3.1.5。– 長期的な影響:…尿素は、代謝中にタンパク質の結果として体内に現れる物質で、
尿
とともに排出されます。
- ^ ab 「ディーゼルトラックの尿素タンク -- 米国では2010年から法律化」。AAASが運営するEurekAlert。2008年11月10日。 2020年7月22日閲覧。
- ^ ab “Urea – Krampitz storage tanks”. 2016年10月5日. 2020年7月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。2020年7月22日閲覧。
- ^ Epstein, Curt (2018年8月24日). 「DEF汚染燃料搭載のファルコンが危機一髪」 AINオンライン. 2021年7月8日閲覧。
- ^ Thurber, Matt (2019年5月27日). 「DEF汚染により2つの引用が減少」 AINオンライン. 2021年7月8日閲覧。
- ^ 「NBAA、燃料汚染回避のためDEFトレーニングの強化を推奨」全米ビジネス航空協会。2020年8月17日。 2021年7月8日閲覧。
- ^ Kyung-min, Lee (2021年11月9日). 「韓国のディーゼル排気液不足はすぐには終わらない」. The Korea Times . ISSN 0712-1733. 2021年11月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。2022年1月6日閲覧。
- ^ Cha, Sangmi; Yang, Heekyong (2021年10月9日). 「尿素不足が韓国の運輸・エネルギー産業を脅かす」ロイター. 2021年12月6日閲覧。
- ^ Yang, Heekyong (2021年10月11日). 「韓国、尿素不足で配給、ドライバーはパニック買い」ロイター. 2021年11月17日閲覧。
- ^ 「DEFの販売量、販売業者に制限」Korea JoongAng Daily 2021年11月11日. 2023年10月17日閲覧。
- ^ スパークス、デイビッド（2021年12月3日）。「ディーゼル危機によりオーストラリアは停止状態に陥る恐れ、運輸業界が警告」ABCニュース。2022年1月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2022年1月6日閲覧。
- ^ ベロット、ヘンリー（2021年12月13日）。「中国が世界市場を厳しく取り締まった後、オーストラリアは重要なトラック用化学物質をさらに入手する予定」ABCニュース。オーストラリア放送協会。 2021年12月13日閲覧。
- ^ マクドナルド・スミス、アンジェラ、エバンス、サイモン（2021年12月14日）。「AdBlue危機により、南オーストラリア州の尿素ベンチャーが26億ドルの資金を調達」オーストラリアン・ファイナンシャル・レビュー。 2021年12月15日閲覧。
外部リンク
- ISO 22241-1:2019 ディーゼルエンジン - NOx 削減剤 AUS 32 - パート 1: 品質要件
参照
- 石炭を転がす
- ウェットスタッキングとは、ディーゼルエンジンが意図せず、あるいは石炭を転がす際に未燃焼燃料を排出することを指す。
- 内燃機関車の禁止