Celem przedstawionej pracy było zbadanie w sposób naukowy wpływu dezaktywacji reaktora selektywnej redukcji katalitycznej na emisję tlenków azotu, amoniaku oraz podtlenku azotu w spalinach silnikowych. Przedstawiono problemy związane z oczyszczaniem spalin silników ZS oraz zaprezentowano stosowane metody oczyszczania spalin. Szczególną uwagę poświęcono systemowi selektywnej redukcji katalitycznej (SCR).
Poddano dokładnej analizie mechanizmy dezaktywacji reaktorów SCR typu zeolitowego. Na podstawie zdobytej wiedzy dobrane zostały odpowiednie procedury starzenia reaktorów SCR, które następnie zostały wykonane. Jako obiekty badań wybrano dwa reaktory SCR, które różniły się przeznaczeniem (silnik do maszyn niedrogowych oraz pojazdów drogowych). W pracy zaprezentowano wyniki pomiarów emisji wybranych składników spalin oraz parametrów pracy silnika i układu oczyszczania spalin. Pomiary wykonane zostały z zastosowaniem badanych reaktorów SCR w stanie nowym i postarzonym.
W pracy przedstawiono szczegółowe wnioski opisujące wpływ dezaktywacji reaktora SCR na emisję szkodliwych związków spalin silnikowych. Postarzone reaktory SCR cechowało zwiększenie emisji NOₓ, NH₃ oraz N₂O za układem ATS. Zauważono, że w stanach dynamicznych, sprawność konwersji reaktora postarzonego jest mniejsza. Przeanalizowano, które wskaźniki opisujące system SCR uległy zmianie w wyniku starzenia, przyczyniając się do zmniejszenia uzyskiwanej sprawności konwersji. Wśród wskazanych parametrów szczególnie zwrócono uwagę na zmniejszenie zdolności magazynowania amoniaku przez postarzony reaktor SCR.
The aim of the study was to investigate the influence of selective catalytic reduction reactor deactivation on the emission of nitrogen oxides, ammonia and nitrous oxide in engine exhaust gases in a scientific manner. Challenges related to the exhaust after treatment of CI engines are presented. Particular attention was paid to the selective catalytic reduction (SCR) system.
The deactivation mechanisms of SCR reactors of zeolite type are summarized and thoroughly analyzed. Based on the acquired knowledge, appropriate aging procedures for SCR reactors were selected and executed. The research consisted of the study of two cases of SCR reactor deactivation, distinguished by the reactor application (non-road mobile machinery and on-road vehicle). The work presented the results of emission measurements of selected exhaust components. The measurements of SCR reactors were carried out under their fresh and aged condition.
The study presents detailed conclusions regarding the influence of deactivation of the SCR reactor on emissions of harmful engine exhaust compounds. Aged SCR reactors were characterized by increased NOₓ, NH₃ and N₂O emissions downstream of the ATS system. It was recognized that during transient operating conditions, the NOₓ conversion efficiency of the aged reactors was decreased. It was analyzed which indicators describing the SCR system have changed as a result of an aging, contributing to the reduction of conversion efficiency. Among the parameters indicated, particular attention was paid to the reduction of the ammonia storage capacity by the SCR reactor aging.
