AdBlue® und Schäden an SCR-Katalysatoren

Erscheinungsjahr: 2024

AdBlue® ist die technische Voraussetzung für den Betrieb moderner Dieselmotoren mit Abgasnachbehandlungs-Systemen. Ist das eingesetzte AdBlue® aber „verunreinigt" oder „unrein“, kann es zur ernsthaften Gefahr für die SCR-Katalysatoren (Selektive katalytische Reduktion) werden. Im OELCHECK Labor wird daher die hochpräzise Analytik nicht nur zur Qualitätskontrolle von AdBlue®, sondern auch dann genutzt, wenn es um Probleme oder gar Schäden von SCR-Katalysatoren in Zusammenhang mit der Harnstofflösung geht. Die im Labor ermittelten Werte weisen eindeutig auf die Ursachen hin. Und dabei kristallisiert sich immer mehr heraus: In vielen Fällen wurden die Vorgaben zum korrekten Einsatz der Harnstofflösung nicht eingehalten!

AdBlue® aus dubiosen Quellen

Die Bestandteile von AdBlue® legt die Norm ISO 22241-1* eindeutig fest. Es besteht zu 32,5 Prozent aus hochreinem Harnstoff, gelöst in entionisiertem Wasser. Der Zusatz von Farbstoff zur glasklaren Flüssigkeit ist möglich. Alle anderen Elemente sind nur in äußerst geringen Grenzen erlaubt. 

Auf den ersten Blick ist die Zusammensetzung simpel. Aber Vorsicht! Riskieren Sie vor allem keine Verunreinigungen oder gar Qualitätsmängel:

  • Vergewissern Sie sich, dass das Produkt definitiv die ISO 22241-1 erfüllt!
  • Bitte starten Sie keine Eigenproduktion aus Stickstoffdünger und Leitungswasser! 

 Ob eine Harnstofflösung die ISO 22241-1 erfüllt, stellt ­OELCHECK zuverlässig mit dem all-inclusive Analysenset 4 AB fest.
→ Bei einer Analyse entdeckte Fremdstoffe weist OELCHECK im Laborbericht genauso aus wie die Summe aller unlöslichen Anteile in mg/kg. 

Enthält AdBlue® z.B. ungeeigneten Harnstoff, wie auf der Grundlage von Stickstoff-Dünger, wird der SCR-Katalysator regelrecht vergiftet. Bilden sich auf Basis der Fremdstoffe dann Ablagerungen an der Einspritzdüse, beeinträchtigen diese das Spritzbild. Die katalytische Produktivität (Turn-Over-Number, TON) nimmt ab. Die Effizienz der Abgasnachbehandlung ist nicht mehr gegeben. 

Ist AdBlue® z.B. über die zulässigen Grenzen hinaus mit Magnesium, Calcium, Natrium, Kalium oder auch Eisen belastet, deutet dies auf den Einsatz von normalem Leitungswasser bei der Produktion hin.

*ISO 18611 für den Einsatz im Marinebereich 

AdBlue® mag nur Gebinde aus PET

Die klare, transparente Harnstofflösung wird in Kunststoff-­Behältern ausgeliefert. Kleinere Gebinde bestehen aus PETG bzw. Polyethylenterephthalat, umgangssprachlich aus „PET“.

Für größere Einheiten wie Container wird HDPE, Polyethylen mit hoher Dichte (High Density Polyethylen) eingesetzt. Aus Polyethylen bestehen auch die speziellen OELCHECK 1-Liter-Probengefäße für AdBlue® – und dies aus gutem Grund.

→ Alternative Gefäße, wie aus Glas, Aluminium oder anderen Metallen, sollten nicht verwendet werden. Dieses gilt auch für Gefäße zum Um- bzw. Einfüllen. 

→ Mit seinem hohen Siliziumwert laugt AdBlue® Silizium aus Glas aus. 

→ Manche Metalle korrodieren schnell mit AdBlue®. Im ­OELCHECK Labor wird dann z.B. eine erhöhte Verunreinigung mit Aluminium, Eisen oder mit Buntmetallen, wie Kupfer, Nickel oder Zink, festgestellt. Vor allem letztere sind in erhöhter Konzentration wahre Gifte für die Katalysatoren. Wenn die „falschen“ Gefäße zum Einsenden einer Probe verwendet werden, kann ein Fehlbefund zur Abwertung der Probe führen. 

AdBlue® und die Tücken der Lagerung

Das ist selbstverständlich: AdBlue® sollte vor direkter Sonneneinstrahlung geschützt und nicht bei extremen Temperaturen gelagert werden. Die Behälter müssen gut verschlossen sein. So kann weder Schmutz eindringen, noch kann das Produkt durch Verdunstung aufkonzentrieren.

Aber Vorsicht: AdBlue® zerfällt mit der Zeit in Ammoniak. Die Harnstofflösung ist etwa 18 Monate ab Produktionsdatum haltbar. Das Produktionsdatum sollte auf dem Gebindeetikett ausgewiesen sein! Eine sogenannte „Mindesthaltbarkeitsdauer“ gilt nicht!

Für die Haltbarkeit von AdBlue® wird eine korrekte Lagerung bei einer Temperatur von -5 °C bis +25 °C vorausgesetzt. Eine längere Lagerung über 25 °C kann zur schnelleren Zersetzung des Harnstoffs führen. Wird AdBlue® etwa über 30 °C gelagert, verringert sich seine Haltbarkeit rapide. Als Faustregel gilt: Pro 5 °C über 30 °C verringert sich die Lagerstabilität um jeweils sechs Monate. Wird das Produkt dann trotzdem verwendet, kann es zu Schäden am Katalysatorsystem und in Folge am Motor kommen.

Ab -11 °C gefriert AdBlue®. Dabei bilden sich Kristalle. Nach dem Auftauen und sobald die Kristalle aufgelöst sind, kann die Flüssigkeit jedoch verwendet werden. Aber Vorsicht: AdBlue® dehnt sich bei Frost wie Wasser aus und es kann Behälter zum Platzen bringen.

→ OELCHECK bestimmt bei jeder Analyse von AdBlue® den Harnstoffgehalt auf das Komma genau in %.

 

AdBlue® und die Gefahren durch Biuret und Aldehyde

Ein SCR-Katalysator arbeitet in der Regel bei Betriebstemperaturen von mindestens 260-320 °C und höchstens 540 °C. Er reduziert die Stickoxidemissionen aus dem Verbrennungsprozess des Motors. AdBlue® wird in den Abgasstrang vor dem Katalysator eingespritzt. Unter Einwirkung der hohen Temperaturen wird aus der Harnstofflösung Ammoniak freigesetzt. Es dient als Reduktionsmittel und reagiert in Gegenwart des Katalysators selektiv mit den Stickoxiden unter Bildung von Stickstoff (N2) und Wasser (H2O).

Unter Abspaltung von Ammoniak entsteht jedoch auch Biuret, ein Alterungsprodukt von Harnstoff. Dadurch steigt die Alkalinität der Harnstofflösung bzw. deren Fähigkeit, im Wasser Säuren zu neutralisieren. In Folge kann dies wiederum zu Kompatibilitätsproblemen mit den Werkstoffen des Versorgungskreislaufs führen. Außerdem weist ein hoher Biuretgehalt auf möglicherweise überlagerte Ware hin. Doch damit nicht genug: Biuret zerfällt unter den im SCR-Katalysator gegebenen Bedingungen in einer heftigen Reaktion zu Cyansäure, außerdem ist die Freisetzung von Kohlenmonoxyd möglich. Diese toxischen Stoffe sollten jedoch nicht freigesetzt werden!

So wie Biuret dürfen auch Aldehyde nur in Spuren in AdBlue® vorhanden sein, denn freigesetztes Ammoniak hat auch Auswirkungen auf diese chemischen Verbindungen. Aldehyde reagieren unter gewissen Betriebszuständen des Katalysators mit Ammoniak unter Wasserabspaltung zu hochgiftiger Blausäure. Ein erhöhter oder zu hoher Gehalt an Aldehyden weist außerdem auf die Verunreinigung mit Harnstoff aus Stickstoffdünger hin. 

→ Die Entstehung von Cyan- und/oder Blausäure läuft unbemerkt ab. Damit es erst gar nicht dazu kommt, ermittelt OELCHECK mit dem all-inclusive Analyseset 4 AB die vorhandenen Anteile von Aldehyd und Biuret in mg/kg bzw. Gewichtsprozent.

All-inclusive Analysensets für Ihre Harnstofflösung

Fazit

OELCHECK all-inclusive Analysen von AdBlue®:

  • dienen der zuverlässigen Qualitätskontrolle,
  • gehen etwaigen durch die Harnstofflösung verursachten Problemen von SCR-Katalysatoren auf den Grund,
  • minimieren im Rahmen von Beprobungskampagnen etwaige Risiken bei größeren Lagermengen von AdBlue®.
Quelle:

OELCHECKER Winter 2024, Seite 12