O que o catalisador SCR faz: Os óxidos de nitrogênio (NOx) são partículas prejudiciais que contribuem consideravelmente para a poluição do ar, causando poluição atmosférica, chuva ácida e impactos negativos à saúde.
A Redução Catalítica Seletiva (SCR) é um dos métodos mais eficazes criados para reduzir as emissões de NOx. Exatamente como essa tecnologia funciona e o que ela realmente faz é algo que você aprenderá neste artigo.

 

Tudo sobre a tecnologia SCR

A Redução Catalítica Seletiva (SCR) é uma técnica sofisticada de controle de poluição que reduz as emissões de óxido de nitrogênio (NOx) dos motores a diesel.
Ele funciona infundindo um produto químico redutor de líquido, também conhecido como Fluido de Escape Diesel (DEF), no fluxo de escapamento de um motor diesel. DEF é uma solução aquosa de ureia que, quando vaporizada e decomposta nos gases de exaustão, produz amônia (NH3).
A tecnologia de trabalho do catalisador SCR é muito importante para ajudar os motores diesel a cumprirem rigorosos requisitos ambientais, convertendo NOx perigosos em moléculas inócuas, como nitrogênio (N2) e água (H2O).
A diminuição das emissões de NOx é fundamental para melhorar a qualidade do ar e a saúde pública. As emissões de NOx são especialmente prejudiciais porque reagem com compostos orgânicos voláteis (COV) na presença da luz solar, produzindo ozono troposférico, um componente significativo do smog.
Os motores diesel que utilizam a tecnologia SCR podem reduzir drasticamente as emissões de NOx, diminuindo o seu efeito ambiental e ajudando a satisfazer os critérios regulamentares impostos por autoridades como a Agência de Proteção Ambiental (EPA).

 

O que o catalisador SCR faz?

O catalisador SCR é essencial para o processo de Redução Catalítica Seletiva, pois facilita os processos químicos que transformam óxidos de nitrogênio (NOx) perigosos em moléculas seguras, como nitrogênio (N2) e água (H2O).
Esta conversão resulta numa diminuição das emissões de NOx, que contribuem significativamente para a poluição atmosférica e o smog. O catalisador atua como uma superfície, permitindo que as reações químicas ocorram de forma mais eficaz e em temperaturas mais baixas do que seria viável de outra forma. Ao fazer isso, o catalisador SCR garante que o processo de redução seja eficiente e sustentável.
Observe a palavra “seletivo” no SCR? Na verdade, significa que estes processos visam apenas moléculas de NOx, mesmo na presença de outros componentes de escape. O catalisador acelera estes processos, resultando numa elevada eficiência de conversão de NOx em compostos mais benignos. Quanto maior for o material catalisador SCR de qualidade utilizado durante o processo de fabricação, melhores serão os resultados.

 

Aplicações de Catalisadores SCR

A tecnologia de Redução Catalítica Seletiva (SCR), com sua excepcional capacidade de minimizar as emissões de NOx, é usada em diversas indústrias. Essas aplicações incluem indústrias industriais, automotivas, de equipamentos off-road, marítimas, ferroviárias e de geração de energia.

 

1. Usinas Elétricas

As centrais eléctricas estão entre as principais fontes de emissões de NOx devido à queima de combustíveis fósseis para gerar electricidade. Esses poluentes levam a preocupações ambientais, incluindo chuva ácida, poluição atmosférica e dificuldades respiratórias. Os sistemas SCR são comumente empregados em usinas de energia para reduzir drasticamente as emissões de NOx.
As usinas de queima de carvão produzem emissões significativas de NOx. Ao adicionar sistemas SCR, estas instalações podem reduzir as emissões de NOx em até 90%, garantindo a conformidade com os requisitos ambientais e minimizando o impacto ambiental.
Embora as centrais a gás emitam menos NOx do que as centrais a carvão, ainda assim beneficiam da tecnologia SCR. A utilização de sistemas SCR garante que estas instalações cumpram regulamentações rigorosas de emissões, mantendo-se ao mesmo tempo muito eficientes.

 

2. Refinarias

As refinarias convertem o petróleo bruto em uma variedade de produtos, incluindo gasolina, diesel e combustível de aviação. O processo de refino envolve processos de alta temperatura que emitem NOx. Uma tecnologia de catalisador SCR DeNOx é usada em refinarias para reduzir emissões.
As unidades das máquinas de Craqueamento Catalítico Fluido (FCC) são uma importante fonte de emissões de NOx nas refinarias. A instalação de sistemas SCR reduz os níveis de NOx, garante a conformidade regulatória e reduz a pegada ambiental total da refinaria.
As refinarias utilizam um grande número de aquecedores e caldeiras para operar. Os sistemas SCR são instalados nessas unidades para minimizar as emissões de NOx, resultando em operações mais limpas e melhor qualidade do ar.

 

3. Instalações de processamento químico

As plantas de processamento químico são responsáveis por uma ampla gama de processos, incluindo produção de fertilizantes e fabricação de produtos químicos e farmacêuticos. Estes procedimentos frequentemente envolvem reações de alta temperatura que resultam em emissões de NOx.

As emissões de NOx provenientes do processo de fabricação de amônia podem ser grandes. Os sistemas SCR são utilizados para minimizar as emissões, tornando o processo mais ecológico.
As instalações de ácido nítrico são outra fonte significativa de emissões de NOx. Estas instalações podem reduzir significativamente as emissões de NOx através da utilização da tecnologia SCR, resultando em operações mais limpas e seguras.

 

4. Caminhões e ônibus comerciais

Veículos pesados, como caminhões comerciais e ônibus, emitem grandes quantidades de NOx devido aos seus motores enormes e às longas horas de operação. Os sistemas SCR são especialmente úteis nestes carros porque podem suportar níveis elevados de NOx, preservando ao mesmo tempo o desempenho do motor e a economia de combustível.
Os sistemas SCR podem reduzir as emissões de NOx em até 90%, permitindo que estes automóveis cumpram regulamentos rigorosos sobre poluição impostos pela Agência de Proteção Ambiental (EPA) e pela União Europeia.
A tecnologia SCR pode melhorar a economia de combustível, permitindo que os motores funcionem de forma mais eficiente, o que é uma consideração importante para os proprietários de frotas comerciais que pretendem reduzir despesas operacionais.
A utilização de sistemas SCR permite que os fabricantes e operadores de frota cumpram as leis de emissões existentes e futuras, evitando multas e penalidades.

 

5. Veículos de passageiros

Os motores diesel são menos prevalentes nos veículos de passageiros do que nos camiões comerciais, embora ainda sejam utilizados em alguns automóveis, particularmente na Europa. A tecnologia SCR permite que estes automóveis cumpram requisitos rigorosos de emissões, mantendo ao mesmo tempo o desempenho.
Os sistemas SCR em veículos de passageiros reduzem enormemente as emissões de NOx, resultando numa melhor qualidade do ar nas áreas metropolitanas onde estes veículos são frequentemente utilizados.

 

6. Equipamento fora de estrada

Equipamentos off-road, incluindo máquinas de construção, veículos agrícolas e equipamentos de mineração, trabalham frequentemente em áreas onde as emissões podem ter uma influência substancial na qualidade do ar. A tecnologia SCR é fundamental para estas aplicações porque controla as emissões e garante a conformidade regulamentar.
Os equipamentos off-road devem cumprir regulamentos de emissões comparáveis aos dos veículos on-road. Os sistemas SCR garantem a adesão a requisitos como as diretrizes Tier 4 da EPA.

 

7. Marítimo e Ferroviário

 

Os motores diesel são amplamente utilizado em barcos marítimos e locomotivas, ambos produzindo quantidades significativas de emissões de NOx. A implementação da tecnologia SCR nestas aplicações é fundamental para reduzir a sua pegada ambiental.
dos quais produzem quantidades significativas de emissões de NOx. A implementação da tecnologia SCR nestas aplicações é fundamental para reduzir a sua pegada ambiental.
A redução das emissões de NOx em até 90% ajuda a cumprir normas marítimas rigorosas. Garante que os motores funcionem de forma eficaz enquanto reduz o impacto ambiental.
As locomotivas, especialmente aquelas utilizadas para transporte de cargas e passageiros, contribuem consideravelmente para a poluição do ar. A tecnologia SCR permite que estes motores cumpram os limites de emissões, mantendo a potência e a eficiência.
Permite melhorar o desempenho do motor enquanto equilibra as demandas de potência e as considerações ambientais.

 

8. Geração de energia

Os geradores a diesel são uma fonte essencial de energia em diversas circunstâncias, incluindo locais isolados e sistemas de backup de emergência para infraestruturas importantes. Devido à ampla demanda nesta indústria, muitos fabricantes de catalisadores SCR projetam seus catalisadores tendo em mente o setor de geração de energia.
Contudo, tal como outros motores diesel, estes geradores emitem grandes volumes de óxidos de azoto (NOx), que são poluentes perigosos. A tecnologia de Redução Catalítica Seletiva (SCR) é fundamental na redução desses poluentes, garantindo que os geradores a diesel funcionem de forma mais limpa e atendam às rigorosas leis ambientais.
Geradores a diesel são comumente utilizados porque são confiáveis e eficientes. Eles fornecem energia crítica em locais onde a eletricidade da rede não está disponível ou durante interrupções.
No entanto, o processo de combustão nos motores diesel produz NOx, o que contribui para a poluição do ar e para os riscos para a saúde. A implementação de sistemas SCR em geradores a diesel reduz consideravelmente estes poluentes, diminuindo o seu efeito ambiental.

 

Estruturas Catalisadoras SCR

Diferentes estruturas de catalisador, como favo de mel, placa e papelão ondulado, afetam a eficácia e a eficiência do processo de redução de maneiras únicas.

 

1. Catalisador SCR em favo de mel

Catalisadores alveolares cerâmicos são uma estrutura popular, especialmente em sistemas SCR que usam catalisadores de óxido metálico e zeólita. Este formato tem uma estrutura semelhante a um favo de mel com vários orifícios minúsculos, resultando em uma grande área de superfície.
Este desenho permite um maior número de sítios ativos para reações catalíticas, potencializando a redução de óxidos de nitrogênio. A alta proporção entre área superficial e volume das estruturas catalíticas em favo de mel SCR otimiza a interação entre o catalisador e os reagentes, aumentando as taxas de reação e a eficiência geral.

 

2. Catalisador SCR tipo placa

As estruturas de placas surgem como outro tipo comum de projeto de catalisador SCR. Os catalisadores de placas têm estruturas semelhantes a blocos e são compostos de numerosas folhas de metal. Sua grande área superficial é ideal para atividade catalítica. Os catalisadores de placas têm menos probabilidade de bloquear do que os designs em favo de mel, o que pode limitar o acesso dos reagentes e reduzir o desempenho catalítico. A abertura e acessibilidade intrínsecas da estrutura da placa ajudam a promover a resposta de redução, ao mesmo tempo que garantem o desempenho a longo prazo.

 

3. Catalisador SCR Corrugado

A estrutura do catalisador corrugado é uma escolha de design menos frequente, mas altamente eficaz. Esta construção consiste em pedaços canelados de cerâmica ou metal imprensados entre segmentos planos, resultando em uma configuração que permite maior área de superfície. Formas onduladas, como estruturas em favo de mel e placas, permitem um melhor contato entre o catalisador e os reagentes, resultando em uma redução mais eficaz de NOx. Apesar de sua relativa raridade, a estrutura corrugada oferece uma escolha viável para situações onde é necessária uma área superficial máxima.

 

Benefícios dos Catalisadores SCR

Os sistemas catalisadores SCR apresentam diversas vantagens ambientais, nomeadamente a redução de emissões perigosas e a melhoria da qualidade do ar. Aqui estão vários benefícios ambientais importantes dos catalisadores SCR:

 

1. Redução de NOx

A tecnologia SCR é extremamente bem sucedida na redução das emissões de NOx dos motores diesel. Os catalisadores SCR contribuem consideravelmente para reduzir os níveis de NOx nos gases de escape, impulsionando os processos químicos que convertem o NOx em nitrogênio e água inofensivos.
Esta redução catalítica do NOx é pertinente para limitar os efeitos negativos do NOx na saúde humana e no ambiente, tais como a geração de smog, chuva ácida e problemas respiratórios.

 

2. Redução de outros poluentes

Além de serem catalisadores DeNOx, os catalisadores SCR ajudam a reduzir outros poluentes perigosos liberados pelos motores diesel. Estes são hidrocarbonetos (HC), monóxido de carbono (CO) e partículas particuladas (PM). Ao incentivar uma combustão mais completa e permitir a conversão de poluentes em produtos químicos menos perigosos, a tecnologia SCR ajuda a reduzir o efeito ambiental geral das emissões dos motores diesel.

 

3. Melhor qualidade do ar

Uma das vantagens mais notáveis do favo de mel do catalisador SCR é a melhoria da qualidade do ar em ambientes urbanos e industriais. A tecnologia SCR contribui para uma menor concentração de poluentes perigosos na atmosfera, reduzindo as emissões de NOx e outros poluentes.
Como resultado, as comunidades, a vida selvagem e os ecossistemas beneficiam de um ar mais limpo e saudável. A melhoria da qualidade do ar também proporciona vantagens mais amplas, como maior visibilidade, menos danos à vegetação e redução das consequências das alterações climáticas.

 

4. Eficiência de combustível

Um dos maiores benefícios económicos da tecnologia de Redução Catalítica Seletiva (SCR) é a sua capacidade de melhorar a economia de combustível em motores diesel. Os fabricantes podem melhorar o desempenho do motor e, ao mesmo tempo, manter as regulamentações ambientais, concentrando-se no controle de emissões usando sistemas SCR. O SCR permite que os motores diesel funcionem com eficiência máxima, eliminando a necessidade de sacrifícios de ajuste do motor para cumprir as restrições de emissões.
Este ajuste fino resulta em economias reais de combustível para os operadores, especialmente em veículos comerciais pesados, onde os custos de combustível podem representar uma parte importante das despesas operacionais. Estudos indicaram que os carros equipados com SCR podem gerar benefícios de economia de combustível superiores a 4%, resultando em economia de custos ao longo da vida útil do veículo.

 

5. Conformidade Regulatória

A tecnologia SCR é fundamental para garantir que os carros e equipamentos movidos a diesel atendam aos requisitos regulamentares. Para cumprir normas de emissões cada vez mais rigorosas em todo o mundo, os fabricantes devem utilizar tecnologia eficaz de controlo de emissões.
Os sistemas catalíticos honeycomb SCR fornecem uma tecnologia testada e comprovada para reduzir as emissões de NOx para níveis próximos de zero, permitindo a conformidade com os requisitos de emissões, como EPA Tier 4 e Euro 6. Ao implantar a tecnologia SCR, os operadores podem evitar multas, penalidades e limitações associadas à não conformidade, protegendo suas empresas de preocupações regulatórias.

 

6. Flexibilidade Operacional

A tecnologia SCR é fundamental para garantir que os carros e equipamentos movidos a diesel atendam aos requisitos regulamentares. Para cumprir normas de emissões cada vez mais rigorosas em todo o mundo, os fabricantes devem utilizar tecnologia eficaz de controlo de emissões.
Os sistemas SCR fornecem uma tecnologia testada e comprovada para reduzir as emissões do catalisador NOx SCR para níveis próximos de zero, permitindo a conformidade com os requisitos de emissões, como EPA Tier 4 e Euro 6. Ao implantar a tecnologia SCR, os operadores podem evitar multas, penalidades e limitações associadas à não conformidade, protegendo suas empresas de preocupações regulatórias.

 

Conclusão

O catalisador SCR é o núcleo dos sistemas de Redução Catalítica Seletiva (SCR), convertendo as emissões de NOx em nitrogênio, água e CO2 inofensivos. Ao promover estes processos químicos, o catalisador SCR reduz o efeito ambiental das emissões de NOx, resultando num ar mais limpo e numa melhor saúde pública.

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