COS’E’ AdBlue®?
L’innovativa tecnologia di controllo dei gas di scarico denominata SCR rivoluziona quanto fin ora studiato e apportato sui motori tradizionali attualmente in commercio. Difatti il punto di intervento di questa tecnologia si sposta a valle lungo il ciclo lavorativo del propulsore, intervenendo non più durante la combustione attraverso canali e condotti di ricircolo dei fumi, ma bensì dopo la combustione, andando ad aggiungere l’AdBlue a questi fumi prima che entrino nel catalizzatore.
Questo fa si che i nuovi propulsori Euro 4 e Euro 5 siano strutturalmente più semplici, aggiungendo anche un risparmio in termini di manutenzione e assistenza. L’AdBlue è composto da un reagente, urea e acqua. Il calore presente nel sistema di scarico converte l’urea, micronizzata attraverso l’apposito iniettore, in anidride carbonica e ammoniaca. Questa rappresenta la sostanza attiva e il principale componente del processo che si svolge all’interno del convertitore catalitico SCR.
Durante il processo chimico-catalitico successivo, gli ossidi di azoto vengono trasformati in gas d’azoto e vapore acqueo. Il gas d’azoto è un elemento naturale presente nell’aria che respiriamo. Eventuali residui di ammoniaca vengono eliminati nel convertitore catalitico Clean-up integrato. L’AdBlue è un prodotto stabile e incolore, simile all’acqua e assolutamente non pericoloso (non è esplosivo, non è tossico, non è infiammabile) e inodore, che non presenta limitazioni per la conservazione e per il trasporto.
Il livello qualitativo dell’AdBlue è garantito e l’additivo soddisfa lo standard DIN 70070. Il liquido è composto dal 32.5% di urea diluita in acqua deionizzata.
Il consumo di tale prodotto, controllato attraverso una centralina apposita, avviene in percentuale rispetto al consumo di gasolio. Percentuale che va dal 3-5% per i propulsori Euro 4 fino al 6-9% per quelli Euro 5. I nuovi veicoli verranno dotati di serbatoi appositi da 40 l. fino a 90 l., garantendo così un’autonomia di quasi 2000 km, prima di rifare nuovamente il pieno di AdBlue. La nuova tecnologia SCR ha apportato innumerevoli vantaggi. La riprogettazione dei propulsori garantisce migliori prestazioni, maggiore affidabilità, intervalli di manutenzione più lunghi e una riduzione del consumo di carburante.
Produzione di sintesi per garantire la qualità dell’ AdBlue
Per soddisfare la normativa Euro IV e Euro V e la futura Euro VI i costruttori di motori diesel per mezzi pesanti hanno adottato la tecnologia SCR, un sistema di trattamento delle emissioni che, mediante l’utilizzo di AdBlue, converte gli ossidi di azoto (NOx) dei gas di scarico in sostanze non pericolose come azoto e vapore acqueo.
Affinché il sistema SCR possa funzionare in maniera stabile e senza nessun problema tecnico per lunghi periodi l’AdBlue utilizzato deve essere di qualità e rispondere a precisi e restrittivi criteri qualitativi sia per quanto concerne la produzione che per il confezionamento e il trasporto.
Gli standard di qualità sono stati definiti dal CEFIC (European Chemical Industry Council) e dall’International Organization for Standardization (ISO 22241) per garantire agli utilizzatori che l’AdBlue fornisca le prestazioni richieste dai costruttori di motori diesel.
L’AdBlue prodotto di sintesi è sicuramente la prima garanzia di qualità del prodotto.
I processi di produzione dell’AdBlue sono di 2 tipi:
- Produzione di sintesi – derivando il prodotto direttamente da un impianto di urea e diluendolo con acqua demineralizzata sulla linea dell’impianto
- Dissoluzione di urea solida in acqua demineralizzata con l’utilizzo di piccoli miscelatori.
Vediamo in dettaglio i processi ed i rischi connessi.
Produzione AdBlue di sintesi
La produzione di AdBlue di sintesi presuppone a monte l’esistenza di un impianto operato in continuo per la produzione di urea tecnica1.
Un impianto di urea necessita di grandi investimenti (circa 300 M€) e ormai di difficili autorizzazioni in Europa in quanto la base di partenza per la reazione necessita a sua volta di NH3 (ammoniaca).
Impianti di produzione di AdBlue di sintesi non sarebbero inoltre giustificati solo per la produzione di AdBlue in quanto la minima massa critica di un impianto di urea ha le dimensioni di 200.000 tons/anno di prodotto 100%.
Vediamo in dettaglio il processo:
L’urea viene sintetizzata industrialmente sfruttando il processo Bosch-Meiser che si fonda sulla sintesi del carbammato d’ammonio, a partire da biossido di carbonio e ammoniaca, e sulla successiva reazione di decomposizione del carbammato che fornisce urea e acqua:
2 NH3 + CO2 → H2N-COONH4
H2N-COONH4 → (NH2)2CO + H2O
All’uscita della stazione di decomposizione (quadrato giallo) l’urea 100% allo stato liquido viene estratta dall’impianto e diluita con acqua demineralizzata in percentuale per ottenere l’AdBlue.
La produzione di sintesi presenta quindi i seguenti vantaggi:
Controllo on-line della produzione, tutti i parametri vengono controllati durante il processo in continuo garantendone il pieno rispetto agli standard.
Grandi capacità produttive
Costanza qualitativa del prodotto
Pieno rispetto qualitativo del prodotti, i parametri sono ampiamente inferiori a quanto previsto dalla normativa
Impossibilità di contaminazione durante la produzione.
Costi inferiori
La produzione di sintesi presenta quindi i seguenti svantaggi:
- La produzione avviene a bocca di impianto e quindi la logistica deve essere organizzata a partire dall’impianto. Essendo l’AdBlue composto in maggioranza di acqua (67,5%) e dovendo utilizzare tank dedicati per il trasporto, i costi di logistica sono molto elevati
Dissoluzione di urea solida in acqua demineralizzata con l’utilizzo di piccoli miscelatori
Alternativa alla produzione di AdBlue di sintesi è la produzione di AdBlue a partire da urea tecnica solida al 100%.
Un impianto di dissoluzione non necessita di grandi investimenti (circa 200.000 €) e nemmeno di autorizzazioni speciali in quanto non si fa altro che miscelare sciogliere (con l’utilizzo di pompe di ricircolo) urea in granuli con acqua demineralizzata.
L’urea viene acquistata solitamente in granuli e in big bags (1000kg) da un impianto di urea di sintesi.
La produzione richiede quindi (come si può vedere dal grafico) ulteriori fasi:
Presso l’impianto di urea
Processo di evaporazione
Processo di prilling o granulazione
Processo di infustamento in big bag
Stoccaggio in zona riparata
Trasporto a impianto di mixing
Presso l’impianto di mixing
Movimentazione e stoccaggio big bags
Dissoluzione
La produzione di dissoluzione presenta quindi i seguenti vantaggi:
- La produzione avviene vicino al luogo di consumo e quindi la logistica risulta meno onerosa
La produzione di dissoluzione presenta però i seguenti svantaggi:
- Maggior facilità di contaminazione del prodotto durante le fasi di trasporto, stoccaggio e manipolazione del prodotto.
Piccola capacità produttiva (solitamente 20 tons/8hr)
Incostanza qualitativa del prodotto, ogni lotto è molto diverso dal precedente
Difficile rispetto qualitativo del prodotti, i parametri quando sono a norma hanno valori molti vicini ai limiti di quanto previsto dalla normativa.
Disomogeneità di densità del prodotto per mixing improprio ( al prodotto granulato deve essere aggiunto anti-impaccante per evitare impiccamento, tale aggiunta rimane nella miscela e può provocare danni al catalizzatore.
Ricapitolando
“Usare sempre AdBlue prodotto da un impianto di sintesi, prodotti diversi sono altamente rischiosi per il catalizzatore”.
Altre indicazioni importanti da non trascurare sono:
Ogni lotto di prodotto deve essere controllato per verificarne l’assoluto rispetto delle specifiche;
Un Certificato di Analisi dettagliato viene emesso per ogni lotto
Tutti i prodotti sono identificati in modo univoco da un numero di lotto che permette la completa tracciatura della filiera produttiva e logistica rispettando le specifiche della VDA
