Водный раствор мочевины что это

Лить или не лить: вся правда о мочевине

На тележке, которую я качу, — дорогущая «химфабрика» с нейтрализаторами выхлопных газов, а наверху канистра с мочевиной, без которой чистого выхлопа не достичь. Чтобы разобраться в особенностях этой системы, я провел пару дней в подмосковном техцентре компании «Скания Русь».

В каждой моче есть мочевина, но не всякая мочевина получается из мочи! Если же серьезно, то 32,5-процентный водный раствор мочевины, известный в Европе как AdBlue, а в США как DEF, впрыскивается в выпускной тракт (а не добавляется в солярку, как думают некоторые) двигателей Евро-4, Евро-5 и Евро-6, чтобы выхлоп был чистым. Расход реагента в среднем 3—10% от расхода топлива в зависимости от разных факторов.

Так вот. В советской печати была рубрика «Письмо позвало в дорогу». Ну а меня еще год назад позвала в дорогу эсэмэска от приятеля, питерского дальнобойщика Дениса, который тогда начал водить «бразильянку» — тягач Scania G бразильского производства с двигателем Евро-4.

«Еду по Карелии, — сообщал Денис, — мочевина в баке подходит к концу, судя по дисплею, ее осталось 20%. А купить негде. Чем это грозит и что делать? Может, воды из ручья долить?» Я созвонился со cканиевскими специалистами, передал Денису их советы (об этом позже). А сам решил изучить тему.

Найти оригинал

Знаете, что это — зимой и летом вообще без цвета и не дорожает? В мае 2018-го я приобрел на заправке под Москвой 20-литровую канистру AdBlue российского производства за 999 рублей. Сейчас, год спустя, на соседней АЗС я купил аналогичную емкость за те же деньги. Мочевина — сама стабильность!

Точнее, именно AdBlue: немецкий союз VDA, который владеет этой торговой маркой, предоставил лицензии 196 производителям мира в разных странах вплоть до Индии. Среди них — две фирмы из Прибалтики, четыре из России (питерская Arteco, нижегородская Ниагара, новомосковский ЕвроХим, Обнинскоргсинтез) и белорусский М-Стандарт.

Кстати, самая понтовая фирменная AdBlue встретилась на заправке Shell: 599 рублей просят всего лишь за пятилитровую емкость, предназначенную скорее для легковых автомобилей.

Источник

Карбамид: свойства и применение

Карбамид (мочевина) – химическое соединение, которое образуется на завершающем этапе метаболизма белков и содержится в моче человека в количестве около 2%. В 1818 г. это соединение исследовал Ульям Праут, являющийся английским химиком и доктором.

Карбамид мочевина стала первым органическим соединением, которое удалось создать синтетическим путем на неорганической основе. Этот метод применил на практике Вильгельм Эдуард Вебер. Немецкий физик впервые получил карбамид синтетическим способом в 1828 г. Сейчас для этих целей все чаще используют непрямой способ, основанный на совмещении аммиака и двуокиси углерода. Эта разработка принадлежит химику Базарову А. И.

Формула мочевины, свойства и методы получения

Химическому веществу принадлежит формула H2N-CO-NH2. Карбамид вступает в реакцию с наиболее распространенными растворителями. Он растворим в воде, аммиаке, находящемся в жидком состоянии, и ангидриде сернистом. Чем выше температура растворителя, тем лучше карбамид с ним взаимодействует. В неполярных растворителях вещество пребывает в неизменном состоянии. Примером таких средств являются алканы и хлороформ.

В промышленности карбамид аммония получают в результате проведения реакции Базарова. Аммиак и углекислый газ нагревают до температуры 130-140°С.

Обычно производство аммиака и мочевины совмещено, т. к. аммиак – один из компонентов, требуемых для осуществления методики Базарова.

В карбамиде содержатся нуклеофилы в виде атомов азота, потому при сочетании мочевины с кислотой происходит нитрование с выделением нитромочевины и солей. Планируя применить карбамид в промышленности и сельском хозяйстве (азотное минеральное удобрение), следует учесть эту особенность.

Применение карбамида (мочевины):

Химический состав карбамида

Мочевина имеет белый цвет и выпускается в виде мелкокристаллического вещества. Кристаллизуется из воды, образуя плоские призмы, которые можно без труда растворить в воде или спирте, и расплавить путем нагревания до температуры 160-190 °C. Когда температура достигает 200 °C, соединение принимает форму циановокислого аммония. В случае повышения температуры до более высоких значений при атмосферном давлении карбамид распадается на биурет, углекислоту, циановую кислоту, аммиак и другие составляющие.

В карбамиде азот содержится в амидной форме, которая отлично усваивается растениями – их корнями и листьями. По этой причине вещество добавляют в грунт в качестве удобрения. Оказавшись в почве, азот меняет свою форму из амидной на аммиачную и в последствии приобретает нитратную форму. Это медленный процесс, потому азот усваивается равномерно.

Видео — производство карбамида

Внешние особенности мочевины

Производится карбамид марки А и В. карбамид марки А является средством промышленного назначения, второй вариант вещества – удобрением. Приобрести карбамид можно в гранулах. Но с недавнего времени запущено производство карбамида в таблетках, потому таблетированную форму этого вещества также можно найти в специализированных магазинах.

Гранулированное средство белое, имеет незначительно выраженный серовато-желтоватый оттенок. Считается, что мочевина в таблетках действует эффективнее, т. к. они покрыты особой оболочкой, которая прекрасно растворяется в воде, но не позволяет азоту испаряться при разложении удобрения. Кроме того, при добавлении в почву карбамида таблетированной формы удается сэкономить запасы удобрения, поскольку его требуется меньше, чем гранул. Но поскольку таблетки эффективнее, они и дороже.

У млекопитающих при метаболизме белка образуется мочевина, это конечный продукт данного процесса. При внесении этого удобрения в грунт подобные процессы протекают и в клетках растений.

Карбамид имеет свойства:

Имеются и недостатки:

Применение карбамида в сельском хозяйстве

Карбамид широко применяется в сельском хозяйстве, как высокоэффективное азотное удобрение.

Если применить удобрение в бедной почве, азота в его составе может оказаться мало для достижения необходимого эффекта. Чтобы сделать подкормку более концентрированной, не допустив ожогов корней и зеленой части растений, в нее добавляют магния сульфат. Дополнительный компонент требуется в количестве трех килограммов на 100 литров раствора.

Занимаясь приготовлением жидкого состава, учитывайте, что в итоге он получится холоднее, чем воздух. В таком виде раствор использовать запрещено. Идеальная температура удобрения идентична температуре воздуха. Холодный полив является стрессовым воздействием для растений, из-за такой ошибки не только повышается риск возникновения болезней, но и возможна гибель культур.

Температура раствора снижается при растворении гранул, когда протекает эндотермическая реакция. При растворении 20 кг удобрения в 100 л воды раствор становится холоднее на 8-10°С.

Весной и осенью, кроме карбамида (мочевины), необходимо вносить и другие удобрения. Их применяют одновременно, чтобы добиться раскисления и насыщения почвенного субстрата питательной средой в виде макро- и микроэлементов. Но не забывайте обращать внимание на сочетаемость минеральных добавок.

Дополнительное поступление азота поможет растениям быстрее развиться, ускорит набор зеленой массы и увеличит скорость протекания межклеточных процессов, синтеза белка.

Азотосодержащие добавки следует использовать весной, когда начинается период вегетации. Если делать это осенью относительно многолетних растений, озимых видов лука и чеснока, можно нанести определенный вред в виде заболеваний и гибели культур.

Внесение карбамида осенью

В некоторых случаях допускается применение мочевины осенью. Это должны быть пустые участки земли, на которых планируется посадка растений после завершения зимы. Но все же такие действия нельзя назвать полностью оправданными, поскольку прологированный эффект не наблюдается, удобрение частично улетучивается и разлагаются с высокой скоростью.

Если планируется использовать азот осенью, воздействие должно быть комплексным. Поскольку карбамид несочетаем с суперфосфатом, эффект от применения которого пролонгированный, эти удобрения рекомендуется использовать в разные сезоны.

В целях насыщения грунта фосфором, осенью вносят монофосфат, обогащение азотом откладывают до весны.

Внесение карбамида весной

Для плодовых деревьев и многолетников готовьте раствор. Жидкий состав добавляйте во влажную почву. Лучше всего выполнять подкормку после дождя, но можно и после предварительного полива большим количеством воды.

Пустые участки, которые планируется перекапывать или подвергать глубокому рыхлению, удобряйте сухим веществом. Чтобы извлечь максимальную пользу, запланированные работы выполняйте в кратчайшие сроки. В противном случае добавка может трансформироваться в аммиак. Помните, что карбамид разлагается всего за 2 дня, максимум за 4.

Некоторые дачники решают действовать заранее, распределяя удобрение по не растаявшему снегу, или же применяют данное средство во время дождя, видимо рассчитывая на способность к быстрому и полному растворению. Это бесполезно, такие способы неэффективные. Если их применить, добавка просто вымоется или испарится. Единственное, что можно получить в итоге – лишние затраты денег, увеличение трудоемкости и плохой урожай.

Для получения желаемого эффекта весной и в вегетационный период, подготовьте траншеи и ямки, добавьте в них приготовленный раствор, затем засыпьте грунтом. Мочевина останется на глубине и растения смогут насытиться азотом. С пустыми участками, предназначенными для перекопки, производите те же манипуляции.

Карбамидом рекомендуется пользоваться при вегетации в случае азотного голодания, которое проявляется медленным процессом развития культур, ослабленным видом, маленькими соцветиями и листьями, осыпанием завязей. Явным признаком недостатка азота является желтоватый цвет зеленой части растений и осветление. Но желтый цвет может появиться и по другой причине – низкое содержание железа и влаги. Оценивайте состояние культур в дневное время суток, при нехватке азота они не увядают, и желтеть начинают сначала старые листья, только потом молодые.

Кроме внесения сухим и в виде раствора, можете применить удобрение для опрыскиваний.

Источник

Если мочевина ударила в голову: что такое SCR, BlueTEC, AdBlue или DeNOxtronic и зачем это надо?

Ещё не так давно непонятная заливная горловина на некоторых «немцах» вызывала удивление, а объяснение про мочевину – сдержанное хихиканье. Прошли годы, и упоминание системы SCR вызывает не глупые смешки, а благородный гнев владельцев машин с этой самой системой. Думали, ничего хуже EGR и сажевого фильтра придумать уже нельзя, а оказалось, что можно. Так что такое – эта самая мочевина? Для чего она нужна и что делать, если что-то в этой системе перестаёт работать?

Покой нам только снится

Всё началось с того, что на современных автомобилях с дизельными моторами слишком много систем, задачами которых стала борьба за экологию. Не думайте, что я противник «зелёных», но если эти системы начинают воевать друг против друга, то что-то в них есть что-то определённо порочное. А воюют они насмерть.

Вот, например, система рециркуляции EGR. Для чего она нужна? В первую очередь – для снижения температуры отработавших газов. Тут вроде бы всё просто: чем выше температура, тем больше в газах оксидов азота NO. А они – штука действительно вредная. И EGR, снижая температуру, довольно успешно с ними борется.

Но тем временем интенсивность партикуляции (появления твёрдых частиц в газах) тоже зависит от температуры. Только в обратную сторону: чем температура выше, тем ниже содержание твёрдых частиц (читай – сажи). Но ведь есть EGR… И вот тут эта система наоборот приносит вред: снижая температуру, она помогает расти количеству сажи. Обидно. Что делать?

Выход, конечно же, нашли: стали ставить сажевые фильтры. Они терпеливо собирают в себе то, что натворила EGR – несгоревшую сажу. Вроде бы всё прекрасно, но нет.

Со временем сажевый фильтр забивается. Его как-то надо прочистить. А как? Правильно, пойти логическим путём – сжечь всё, что в него забилось. Наступить, так сказать, на горло системе EGR и запредельно поднять температуру отработавших газов. Для этого есть режим регенерации сажевого фильтра. Реализуется он по-разному, но смысл всегда одинаковый: в выпуск подаётся дополнительная порция солярки, которая там сгорает и выжигает почти всю гадость, которая скопилась в сажевом фильтре. Правда, для этого необходимы некоторые условия: машина должна на более-менее постоянной и достаточно высокой скорости ехать какое-то определённое время. Так что обычно регенерация включается на трассе. Ну а если автомобиль эксплуатируется исключительно в городе, приходится запускать принудительную регенерацию. В этом случае машина просто стоит на месте и дымит, как Москва после безобразий Наполеона. Сажа выгорает, после чего фильтр работает дальше. Прекрасно? Прекрасно, но… да-да, для этого процесса нужна очень высокая температура! А это – оксиды азота и плевок в душу системе EGR. Круг замкнулся, системы экологии опять продолжают свой великий и вечный бой, в котором победителей нет. В конце концов в этом бою умрут все.

Аммиак и все-все-все​

«Умирать – так всем!» решили инженеры и придумали систему selective catalytic reduction, которую сокращенно называют SCR, а производители – как-нибудь по-своему (например, BlueTEC, AdBlue или DeNOxtronic). Для чего она нужна? Если вкратце – всё за тем же: для нейтрализации вредных соединений азота. Если поподробнее, то попробуем обойтись без погружения в дебри менделеевщины и объяснить всё на восьми пальцах инженера по технике безопасности токарного цеха.

Итак, кроме бака с соляркой в дизельной машине есть ещё один бак, куда заливается реагент – раствор мочевины в воде. Стандартная концентрация – 32,5% мочевины. Это та самая, простите за выражение, смердящая жижа. Запах у неё действительно неприятный. Оттуда этот реагент под давлением попадает в систему выпуска – в отработавшие газы. Дальше начинается химия: в отработавших газах мочевина разлагается на аммиак и изоциановую кислоту. Изоциановая кислота в свою очередь распадается на опять же аммиак (никакой ошибки нет, аммиак образуется на обеих стадиях распада) и углекислый газ. И вот как раз аммиак нейтрализует оксиды азота. В конце реакции получаются совершенно безвредные вещества: углекислый газ, азот и водяной пар. Это ли не мечта Греты Тунберг?

Основное преимущество использование мочевины – это сохранение достаточно высокой температуры сгорания топливной смеси. То есть партикуляры (сажа по-научному) в её присутствии в большом количестве всё-таки сгорают и не оседают на фильтре. Прекрасно? Почти. Но плачь, Грета, плачь: тут тоже не всё идеально.

Второй недостаток – это необходимость эту мочевину покупать и даже возить с собой канистру про запас. Владельцы Кайенов и Гелендвагенов, моющие свои автомобили на мойках самообслуживания, здорово негодуют и печалятся, потому что без мочевины загорается «джеки чан», мотор вываливается в ошибку и иногда просто сообщает, что его пуск невозможен.

Третий недостаток – это относительно сложная конструкция. Дополнительные датчики, форсунка и прочее, что может сломаться – всё это потенциальный риск. А если говорить честнее, то не потенциальный, а вполне даже реальный: иногда всё это ломается. И тогда приходит время что-то в этой системе ремонтировать.

Всё и сразу

Итак, есть несколько проблем: мочевина замерзает, душит жаба её постоянно покупать, выходят из строя компоненты системы. Что со всем этим делать? О, тут народная фантазия просто бурлит. Правда, не всегда в нужном русле.

Разумеется, наиболее правильное решение – это покупать мочевину и следить за работой системы. На самом деле, она не так уж плоха, и что касается снижения выброса оксидов азота, то работает SCR очень эффективно. Но правильно – это иногда дорого. Поэтому на помощь приходит смекалка.

Первым делом люди решили, что систему можно обмануть, залив вместо мочевины воду. Какая ей разница, чего жрать? Жидкое – и ладно. Но система оказалась умнее. И это понятно: датчики оксидов азота перед и после катализатора следят за эффективностью работы мочевины. Если что-то идёт не так, по их команде насос качает всё больше жидкости, пока концентрация NO на выходе не упадёт до нормы. Само собой, воду можно качать бесконечно долго, но ситуация с оксидами азота не улучшится. Система от этого впадает в ступор и выпадает в ошибку. Мотор в аварийном режиме, машина не едет, владелец в расстройстве. Что придумать ещё?

Оk, попробуем по-другому: разбавим мочевину водой. Может, хотя бы расход снизим. Фокус не проходит по той же причине: SCR видит, что работает неэффективно, и добавляет разбавленный реагент до тех пор, пока не начнёт работать как положено. Фиаско.

Хорошо, идём ва-банк: покупаем мочевину в гранулах (её продают как удобрение в виде карбамида) и делаем раствор сами. Пользуемся своей машиной, а если повезёт, то ещё и продать её можно – себестоимость копеечная, почему бы и отбить затраты? Теоретически раствор сделать можно (только воду надо брать деминерализованную, хотя найти такую сложно). Вот только гранулы удобрений для этих целей не подойдут: гранулы обрабатывают таким составом, который полностью отфильтровать не получается. Да и сам состав немного не тот, который нужен для мочевины SCR: в нём слишком много биурета – амида аллофановой кислоты. Можно, конечно, упереться рогом в землю и найти подходящие ингредиенты, но овчинка выделки стоить не будет. Проще будет купить готовую мочевину.

Иногда пытаются обмануть машину, убедив температурный датчик в баке мочевины в том, что она замёрзла. Иногда помогает, но чаще в попытках разморозить мочевину перегорает система её подогрева. Так себе выход из положения.

Есть ещё один радикальный способ: забить на систему и просто ничего не заливать. Ездить машина будет, но медленно. Процентов на 60-70 от того, как она может. В общем, тоже не выход.

Особенно обидно, что все эти эксперименты с водой почти всегда приводят к смерти каких-то элементов SCR. Умирает подогрев, перегорает насос, забивается форсунка. В случае с использованием воды из-под крана и самопальной мочевины можно загубить и катализатор.

Остаётся одно решение: удалить всю систему полностью. Повторю ещё раз: этот выход всё-таки не самый лучший, и будет правильнее поддерживать рабочее состояние SCR. Но уже если совсем прижало, то почему бы и нет. Правда, тут нужно обратить внимание на две вещи: во-первых, удалять мочевину лучше вместе с глушением EGR, а возможно – и с сажевыми фильтрами, во-вторых, придётся программно влезать в диагностику этой системы. Теперь немного подробнее.

Недостаток EGR – очень быстрое загаживание сажей впускного коллектора. Чтобы избежать этого процесса в дальнейшем, лучше всего будет заглушить каналы отработавших газов. Заглушки не дадут саже попадать обратно во впуск. А чтобы забыть о проблеме наверняка, можно заодно удалить и сажевый фильтр. А вот катализатор можно не трогать (если он пока ещё целый).

С программными изменениями ситуация сложнее. Конечно, можно отключить систему диагностики полностью. Часто так и делают: это проще и быстрее всего. Но при этом перестают работать защитные алгоритмы, что само по себе очень плохо, но хуже, что при неполадках в других системах мотора никаких ошибок диагностика не покажет. А это – самая поганая ситуация для диагноста, которому придётся разбираться с машиной. С учётом убитых алгоритмов защиты мотора вероятность попадания в сервис и последующих танцев с бубном (и сканером) вокруг машины очень высока. Поэтому после физического удаления сажевых фильтров, EGR и SCR нужно удалить только их системы диагностики. Для этого приходится покупать A2L-файлы (инженерные карты прошивки, в которых описаны все основные калибровки и константы бинарного файла прошивки) и вносить в них соответствующие изменения. В итоге прошивка не видит только физически удалённые компоненты, а все остальные работают в штатном режиме.

Разумеется, такая работа – удовольствие не самое дешёвое, поэтому обычно ищут что-то подешевле. Да, иногда что-то сделать получается, но только в порядке исключения. Так что полноценное удаление мочевины – это всё-таки дорого.

Ну а лучший способ жить с мочевиной в хороших отношениях – это не пытаться на ней экономить. Система справляется со своими задачами по повышению экологичности выхлопа и почти не портит жизнь другим системам автомобиля (чего не скажешь о EGR), хотя её подводит некоторая сложность исполнения. Так что лучше оставьте всё как есть и обслуживайте систему в хороших сервисах.

Источник

Информация о продукте AdBlue

Что такое AdBlue?

AdBlue — реагент, который представляет собой раствор мочевины (32,5%) высочайшей степени очистки в деминерализованной воде (67,5%).
Реагент AdBlue применяется в качестве добавочной рабочей жидкости в дизельных двигателях стандарта Евро 4 — Евро5 (Euro4,Euro5), оснащенных системой SCR (SelectiveCatalyticReduction — селективный каталитический преобразователь) для обеспечения чистоты выхлопов. SCR система состоит из катализатора, распылителя, дозатора и бака с AdBlue.
Принцип действия системы AdBlue заключается в химической реакции аммиака с окисью азота выхлопных газов, в результате которой образуется безвредный азот и водяной пар. Именно благодаря впрыскивания реагента AdBlue достигаются экологические стандарты Евро4/евро5.

Качество реагента AdBlue

Производство жидкости AdBlue строго регламентировано.

Ассоциация Автомобильной Промышленности Германии (VDA) обладает Авторскими правами на AdBlue (сайт http://www.vda.de).

Каждая партия AdBlue производства Zaklady Azotowe «Pulawy» S.A. проходит жесточайшие испытания на соответствие международным стандартам.

Технические условия на AdBlue определяются Немецким отраслевым стандартом DIN 70070 и международным стандартом ISO 22241.

Расход реагента AdBlue

Расход AdBlue в среднем составляет 1,5-2 литра на 100 километров или 15-20 литров на 1000 км.

Для автомобилей, соответствующих экологическому стандарту Евро-4, примерный расход составляет 4%, в соответствующих экологическому стандарту Евро-5 — примерный расход около 6% от количества потребляемого автомобилем топлива.

Хранение реагента AdBlue

Жидкость AdBlue легко вступает в реакцию с различными веществами и материалами.

Жидкость AdBlue очень чувствительна к металлам: цинк, алюминий, медь, чугун, латунь. При контакте с этими металлами образуюся соли, которые при попадании в катализатор могут вывести его из строя. Эти металлы используются при производстве некоторых материалов, которые применяются в различном оборудовании. Именно поэтому рекомендуется использовать только оборудование, одобренное для работы с AdBlue.

Все материалы, контактирующие с AdBlue, не должны содержать посторонних примесей, таких как масла, топливо, горюче-смазочне материалы, растворители, пыль и другие химические или природные вещества.

Во избежание загрязнения AdBlue, ёмкости для хранения должны быть оригинального исполнения и плотно закрытыми.

Adblue не расширяется как вода, поэтому бак для AdBlue не может лопнуть при длительном промерзании реагента в баке автомобиля.

Реагент AdBlue безвреден для людей и животных. AdBlue нетоксичная, негорючая и невзрывоопасная. Продукт сертифицирован как безопасный согласно директиве ЕС 67/548/ЕЕС.

Состав AdBlue

Технические характеристики AdBlue

Некоторые факты об AdBlue…

Этот раствор мочевины можно найти в любом сельском хозяйстве? Мочевина действительно используется в сельском хозяйстве как удобрение. Но AdBlue – это специально созданный продукт для применения в катализаторах SCR, и технология производства AdBlue и мочевины для удобрений существенно отличается.

Предприятия, производящие удобрения, не пригодны для производства реагента AdBlue. Для того, чтобы производить AdBlue для систем SCR необходимо принципиально изменить процесс производства такой мочевины, а это – колоссальные инвестиции. Для обеспечения безотказной работы SCR-системы качественные характеристики реагента AdBlue должны контролироваться очень жестко, так как многие компоненты при превышении пороговой величины, согласно стандарту DIN, безвозвратно разрушают каталитическую систему, физически блокируя поры либо деактивируя активные центры.

Недостаточно эффективная работа SCR-системы в случае инертности каталитического нейтрализатора может вызвать повреждение двигателя в связи с увеличением давления отработавших газов.

Не стоит экономить на AdBlue – ремонт SCR-системы дороже! Если не использовать жидкость AdBlue в SCR-системе, то выброс приравнивается к Евро-0. В последствии могут возникнуть технические проблемы.

В том случае, если AdBlue использоваться в системе не будет, то с большой вероятностью начнется нарушение режима температуры, работы и выход системы из строя. Все грузовики в обязательном порядке оснащаются специальными датчиками показывающими наличие жидкости, при отсутствии которой, система начинает ограничивать мощность двигателя. Именно поэтому заливать жидкость нужно обязательно.

Применение в системе дистилированной воды запрещено. В состав такой воды входит большое количество примесей, таких как соли различных металлов, забивающие поры катализатора, в результате чего система SCR выходит из строя. При отрицательных температурах вода в системе замерзает и может привести к повреждению компонентов системы. В отличие от воды, во время замерзания AdBlue не расширяется.

ПОПУЛЯРНЫЕ ТОВАРЫ:

AdBlue, канистра 20 литров, Польша, оригинал

AdBlue, контейнер 1000 литров, Польша, оригинал

Источник