Metodo per riduzione degli ossidi di Azoto dai processi di combustione

revisione 2015 senza filtro anti NOx

NOX

revisione 2017 con filtro anti NOx

L’analisi biennale, per il bollino BLU, per l’ anno 2015, dei gas di scarico della mia Honda Jazz, mostra la differenza delle emissioni prima e dopo l’applicazione del mio filtro “anti NOx”.

Da rilevare oltre al Lambda =1, l’aumento della percentuale di CO2 a discapito della CO%.

CO2 :15,41 contro i precedenti 14,70.

CO: 0,1 contro i precedenti 0,30.

L’analisi mostra un aumento degli idrocarburi incombusti, (HC ppm vol 19) dovuto al fatto che ho applicato il mio filtro, sul manicotto di gomma che collega il filtro dell’aria al carburatore.

Così facendo ho introdotto una strozzatura che limita l’afflusso di comburente.

La reazione che avviene nella camera di combustione di un motore a scoppio è la seguente.

Cn Hm + (n + m/4)(O2 + 3,78 N2)  - n CO2 + m/2 H2O + 3,78 (n +m/4)N2

L’elevato livello degli NOx si hanno proprio in prossimità del giusto rapporto stechiometrico, dove la quantità di HC, NOx e CO è ottimale, cioè quando il rapporto aria/carburante, è di 14,7 parti di aria e 1 parte di idrocarburo.

Una miscela più ricca di aria avrà alti livelli di NOx e CO2, mentre con poca aria si avrà un aumento di CO, HC incombusti.

Nell’aria ci sono anche piccole quantità di altri elementi presenti nell’ambiente, come lo zolfo, S, che trascuriamo.

L’aria è composta dal 79 % di Azoto N2 e il 21 % di Ossigeno O2 (rapporto di circa  1/3,78).

In condizioni di camera di combustione ben pulita e candela di accensione con buona scintilla, la produzione d’idrocarburi incombusti, HC, analizzati nel gas di scarico di un’autovettura, è minima, in particolare se il combustibile, cioè la benzina, e il comburente, cioè l’aria, hanno il corretto rapporto stechiometrico.

La combustione della benzina, un miscuglio di diversi idrocarburi, miscelati nella camera di combustione di un motore a scoppio, avviene in presenza di aria tramite la scintilla prodotta dalla candela.

Oltre al vapore acqueo, H2O, prodotto dalla ossidazione dell’idrogeno contenuto nell’idrocarburo, si originano diversi gas, tra questi:

CO - ossido di carbonio - quando il comburente, cioè l’ossigeno non è sufficiente a completare l’ossidazione del Carbonio contenuto nell’idrocarburo.

CO2 - anidride carbonica - che è il corretto risultato della reazione di ossidazione che accade nella camera di combustione, quando l’O2 ha il giusto rapporto stechiometrico.

NOx – ossidi di Azoto -  poiché nell’aria c’è il 79 % di N2, anche questo gas subisce l’azione ossidante dell’O2, in particolar modo se la temperatura e la pressione, all’interno della camera di combustione sono sufficientemente elevate, si formano diversi ossidi di Azoto che si indicano come NOx; l’ ossido nitrico, NO, è il maggior componente di questa reazione, circa il 98%.

Nelle condizioni ideali di combustione, ossia, quando il motore gira in regime di “coppia” ottimale, senza “battere in testa”, e la temperatura della camera di scoppio è mantenuta anche essa ad una temperatura ottimale.

 

Pertanto in condizioni ottimali, nella camera di combustione entra HC + O2 + N2 ed esce H2o + CO2 + N2; l’azoto, entra ed esce dalla camera di combustione come N2, senza subire ossidazione.

Condizione ottimale significa che la temperatura della camicia del cilindro, non deve essere troppo calda, ma neppure troppo fredda perché in questo caso gli idrocarburi a contatto con la parte esterna, in prossimità del fluido di raffreddamento, potrebbero spegnersi, facendo uscire l’idrocarburo incombusto dalla valvola di scarico; in questo caso aumenta la percentuale di HC nel gas di scarico.

Nella formula Cn Hm, n e m sono i numeri che rappresentano il numero degli atomi, rispettivamente Carbonio e Idrogeno, che compongono l’idrocarburo, normalmente sono indicati come HC , HydroCarbon.

COMBUSTIONE IN CONDIZIONI OTTIMALI

senza filtro

ARIA

USCITA GAS DI SCARICO

IDROCARBURI

SENZA FILTRO ANTI  NOx

con filtro nox

ARIA

IDROCARBURI

USCITA GAS DI SCARICO

FILTRO ANTI  NOx

revis 2017

il valore ZERO, di CO, indica il miglioramento della combustione

il valore elevato di CO2, indica il miglioramento della combustione

HC

il valore elevato degli idrocarburi incombusti,HC, è dovuto al fatto che il filtro anti N2 , è posizionato all’ingresso del carburatore, riducendo la quantità di comburente; inoltre sarebbe necessario correggere la taratura della centralina di controllo del carburatore.

Gli ossidi di Azoto NOx, sono prodotti della combustione di un combustibile (carbone, legno, benzine,..) con l’aria che è composta dal 78 % di Azoto N2.

Riccardo Monti