Contrôle en temps réel de la concentration en urée
La solution aqueuse d’urée AUS32, également connue sous le nom d’AdBlue ou Diesel Exhaust Fluid (DEF), joue un rôle essentiel dans la réduction des émissions nocives des moteurs diesel modernes. Dans les véhicules équipés de la technologie de réduction catalytique sélective (SCR), cette solution aqueuse d’urée est injectée dans le flux des gaz d’échappement, où elle se décompose en ammoniac et transforme les oxydes d’azote (NOx) en azote inoffensif et en vapeur d’eau.
L’AdBlue est un liquide transparent de haute pureté, composé de 32,5 % d’urée synthétique dans de l’eau déminéralisée. Le respect de cette concentration exacte est essentiel pour garantir les performances optimales du système SCR ainsi que sa fiabilité à long terme. La surveillance continue de la concentration en urée constitue donc une étape décisive du processus de production de l’AdBlue. Ces systèmes catalytiques de post-traitement des gaz d’échappement sont extrêmement sensibles aux impuretés ou contaminations présentes dans l’AdBlue/DEF, ce qui peut entraîner de graves dommages, des dysfonctionnements ou des arrêts coûteux des composants SCR.
Pourquoi la surveillance de la concentration en urée est essentielle dans la production automobile d’AdBlue/DEF
La fabrication de l’AdBlue s’effectue par mélange d’urée de haute pureté avec de l’eau distillée dans des conditions contrôlées. Les températures typiques du procédé se situent entre 25 °C et 50 °C, suivies d’un refroidissement avant le stockage. L’AdBlue peut également être produit par dissolution de granulés d’urée solides dans de l’eau chauffée à 40–45 °C. Dans les deux procédés de production, un contrôle précis de la concentration est indispensable. Conformément à la norme ISO 22241, chaque lot produit doit présenter une concentration en urée de 32,5 %, avec des écarts supérieurs à ±0,8 % à éviter. Même de faibles écarts peuvent :
- réduire l’efficacité de conversion des NOx
- endommager les composants du système SCR
- augmenter les coûts d’exploitation et de maintenance
Les méthodes traditionnelles d’analyse hors ligne en laboratoire sont chronophages et ne permettent pas d’effectuer des corrections immédiates. Une surveillance en temps réel est donc indispensable pour les systèmes modernes de contrôle des procédés.
L’indice de réfraction comme outil PAT pour la surveillance en temps réel de la concentration d’AdBlue
L’indice de réfraction (IR) est un paramètre fiable et reconnu pour déterminer la concentration des solutions d’urée. Il fournit des informations directes sur la composition du liquide et permet une surveillance continue du processus de production.
Grâce à la conversion de l’indice de réfraction en une échelle calibrée de concentration en urée ou en AdBlue, le procédé peut être régulé en temps réel.
La mesure en ligne de l’indice de réfraction permet :
- la détection immédiate des écarts de concentration
- l’ajustement automatique de l’ajout d’eau
- une qualité de produit stable et reproductible
- une contribution à une réduction sûre des NOx dans les gaz d’échappement
Pour un contrôle optimal du procédé, le réfractomètre de process doit être intégré avant le remplissage ainsi qu’avant le transfert vers les réservoirs de stockage. Selon la configuration de l’installation, le réfractomètre peut être intégré directement dans le système de tuyauterie au moyen de raccords de process appropriés, ou installé dans une cuve tampon ou de conditionnement avant les réservoirs de stockage.
Sur la base des valeurs de concentration mesurées, les sorties numériques du réfractomètre peuvent être utilisées pour commander automatiquement des vannes. Il est ainsi possible de doser de manière ciblée soit une solution d’urée concentrée, soit de l’eau, afin de maintenir la concentration requise d’AdBlue/DEF dans les spécifications.
Solution de SCHMIDT + HAENSCH pour la mesure de la concentration en urée dans la production automobile d’AdBlue/DEF
SCHMIDT + HAENSCH propose des réfractomètres de process en ligne modernes (iPR) pour la surveillance fiable et très précise de la concentration d’AdBlue/DEF dans les procédés de production industrielle d’urée automobile. SCHMIDT + HAENSCH contribue ainsi au respect des exigences de la norme ISO 22241 pour le contrôle qualité de l’AdBlue/DEF.
L’utilisation du SCHMIDT + HAENSCH iPR FR2, réfractomètre de process en ligne pleine gamme, ou de l’iPR C2, réfractomètre de process en ligne compact, constitue une solution robuste et fiable pour la surveillance en temps réel de la concentration en urée pendant la production d’AdBlue/DEF. Installé après l’échangeur thermique ainsi qu’avant le stockage ou le remplissage, le réfractomètre mesure en continu la concentration de la solution d’urée conformément à la norme ISO 22241 et garantit le respect des spécifications requises.
Étant donné que la qualité exacte de l’AdBlue en pourcentage ainsi que la teneur en urée du DEF sont des paramètres qualité décisifs dans tout processus de production d’AdBlue/DEF, une surveillance continue en ligne est essentielle afin d’assurer la constance du produit et le respect des exigences de la norme ISO 22241.
En cas d’écarts de concentration, par exemple lorsque la concentration d’AdBlue est trop élevée, le système peut déclencher automatiquement un dosage correctif d’eau distillée via des signaux de sortie numériques. Cela permet de garantir une qualité de produit stable ainsi qu’un contrôle efficace du procédé tout au long de la production.
Dans les productions par lots utilisant des granulés d’urée, le réfractomètre peut être installé directement dans la cuve de mélange. Il surveille le processus de dissolution et contrôle le dosage en temps réel, permettant ainsi une production rapide et efficace.
