Untersuchungen zur Ablagerungsbildung und -zersetzung aus Harnstoff in SCR-Systemen

Abstract

Im Rahmen des Forschungsprojekts wurden detaillierte experimentelle und numerische Untersuchungen von mehrphasigen reagierenden Strömungen in SCR-Systemen durchgeführt und somit ein umfassender Modellierungsansatz für die Ablagerungsbildung aus AdBlue geschaffen. Die relevanten physikalischen und chemischen Prozesse wurden unter realen Bedingungen mit moderner Messtechnik untersucht. Die entstandenen Ablagerungen wurden mithilfe von TGA- und HPLC-Messungen charakterisiert. Basierend auf Analysedaten und thermodynamischen Überlegungen wurde das herangezogene Harnstoffzersetzungsmodell erweitert und kinetisch angepasst. Bei der Modellierung der Ablagerungsbildung wurden turbulente Strömungen, Wärmetransport, HWL-Injektion, Filmbildung und -ausbreitung berücksichtigt. Das so entstandene Simulationsmodell wurde mit einem neuen Quellterm-Ansatz kombiniert, um die Berechnungen erheblich zu beschleunigen. Dadurch wurde es erst möglich, mehrere Minuten eines Experiments in einer Simulation abzubilden. Die Ergebnisse zeigen eine gute Übereinstimmung zu den Experimenten bezüglich der Position und Zusammensetzung der Ablagerungen, wobei eine weitere Verbesserung und Adaption des Modells sowie der Kinetik notwendig und bereits in Arbeit ist.