Desenvolvimento de um sistema eletrônico para monitoramento da eficiência de um catalisador SCR

Catalysts are equipment used in motor vehicles, more precisely, in internal combustion vehicles and are integrated in the exhaust system of post combustion gases. In countries committed to preserving the environment, its use is promoted by law, because when activated, it can reduce by up to 98% the...

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Autor principal: Ferreira, Jéssimon
Formato: Tese
Idioma: Português
Publicado em: Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2023
Assuntos:
Acesso em linha: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30571
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spelling riut-1-305712023-02-15T06:07:12Z Desenvolvimento de um sistema eletrônico para monitoramento da eficiência de um catalisador SCR Development of an electronic system for monitoring the efficiency of an SCR catalyst Ferreira, Jéssimon Tusset, Angelo Marcelo https://orcid.org/0000-0003-3144-0407 http://lattes.cnpq.br/1204232509410955 Lenzi, Giane Gonçalves https://orcid.org/0000-0003-2065-9622 http://lattes.cnpq.br/6021910491013265 Tusset, Angelo Marcelo https://orcid.org/0000-0003-3144-0407 http://lattes.cnpq.br/1204232509410955 Oliveira, Clivaldo de https://orcid.org/0000-0001-6117-6841 http://lattes.cnpq.br/9325549565199068 Pontes, Joseane https://orcid.org/0000-0002-0983-9705 http://lattes.cnpq.br/0023133185335184 Colpini, Leda Maria Saragiotto https://orcid.org/0000-0003-3660-188X http://lattes.cnpq.br/1803743813356365 Pagani, Regina Negri http://orcid.org/0000-0002-2655-6424 http://lattes.cnpq.br/7472869600330564 Veículos a motor Motores de combustão interna Motores a diesel Catalisadores Gases Motor vehicles Internal combustion engines Diesel motor Catalysts CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAO Engenharia/Tecnologia/Gestão Catalysts are equipment used in motor vehicles, more precisely, in internal combustion vehicles and are integrated in the exhaust system of post combustion gases. In countries committed to preserving the environment, its use is promoted by law, because when activated, it can reduce by up to 98% the harmful gases generated by internal combustion caused by the air/fuel mixture. The reduction of harmful gases can impact the mitigation of cases of respiratory disease, mainly in the population of large urban centers. The choice of researching the influence of these gases in the diesel heavy-duty line is due to the fact that there is little research on the subject. In this context, this work presents the design and development of an electronic device capable of monitoring, through the temperature of the gases, the operation of an automotive catalyst for heavy-duty diesel vehicles. Monitoring has as its main objective the assessment of the state of operation of the catalytic device and purposely, being able to elaborate a timeline of the catalyst's functional life cycle. The variables temperature and NOx gases were carefully chosen for analysis. The SCR catalyst, object of study in this work, only activates after being subjected to a minimum initial temperature value and can reach its optimal value in the face of a chemical reaction between the post-combustion gases and the noble metals incorporated internally in the catalysts. This optimal value is of great relevance, as it is responsible for the decomposition of the urea that is injected parallel to the gases at the catalyst inlet. The decomposition of urea is responsible for the catalytic reduction of gases. Monitoring the functioning of the catalyst has the final motivation to assess whether the NOx gases are being converted at the output of the catalyst into H2O and N2. Catalisadores são equipamentos utilizados em veículos automotores, mais precisamente em veículos à combustão interna, integrados no sistema de exaustão dos gases pós-combustão. Em países comprometidos com preservação do meio ambiente, a sua utilização é promovida por força de lei, pois quando ativado, pode reduzir em até 98% os gases nocivos gerados pela combustão interna ocasionada pela mistura entre ar/combustível. A redução dos gases nocivos pode impactar, principalmente, na mitigação de casos de doença respiratória na população de grandes centros urbanos. A escolha de se pesquisar a influência desses gases na linha pesada à diesel, deve-se ao fato de haver poucas pesquisas relacionadas ao tema. Neste contexto, o estudo apresenta o projeto e desenvolvimento de um dispositivo eletrônico com capacidade de monitorar, através da temperatura dos gases, o funcionamento de um catalisador automotivo da linha de veículos pesados à diesel. A monitoração tem como objetivo principal a avaliação do estado de funcionamento do dispositivo catalítico e de forma proposital, podendo elaborar uma linha temporal do ciclo de vida funcional do catalisador. As variáveis de temperatura e gases NOx, foram criteriosamente escolhidas para análise. O catalisador SCR, objeto de estudo desse trabalho, só entra em ativação após ser submetido a um valor inicial mínimo de temperatura. podendo atingir seu valor ótimo diante de uma reação química entre os gases de pós-combustão e os metais nobres incorporados internamente nos catalisadores. Esse valor ótimo é de grande pertinência, pois se coloca como responsável pela decomposição da ureia que é injetada de forma paralela aos gases na entrada do catalisador. A decomposição da ureia é responsável pela redução catalítica dos gases. O monitoramento do funcionamento do catalisador tem como motivação final avaliar se os gases NOx estão sendo convertidos na saída do catalisador em H2O e N2. 2023-02-14T12:36:46Z 2023-02-14T12:36:46Z 2022-12-16 doctoralThesis FERREIRA, Jéssimon. Desenvolvimento de um sistema eletrônico para monitoramento da eficiência de um catalisador SCR. 2022. Tese (Doutorado em Engenharia de Produção) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2022. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30571 por openAccess http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Ponta Grossa Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção UTFPR
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