Selektive katalytische Reduktion von Stickoxiden in Kraftfahrzeugen ...
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3Tropfen<br />
Dieser Ansatz resultiert <strong>in</strong> e<strong>in</strong>er konstanten Partikeltemperatur während der Zersetzung,<br />
da sowohl der konvektive Wärmetransport als auch die Zersetzungsgeschw<strong>in</strong>digkeit<br />
l<strong>in</strong>ear <strong>von</strong> dem Tropfendurchmesser abhängen. Die K<strong>in</strong>etikparameter A und<br />
Ea s<strong>in</strong>d vorab unbekannt und werden <strong>in</strong> Abschnitt 3.5.3 durch e<strong>in</strong>en Abgleich mit<br />
experimentellen Daten aus der Literatur ermittelt.<br />
3.3.3 Verdunstungsansatz<br />
Im zweiten Ansatz wird die Thermolyse analog zur Wasserverdunstung mit dem Rapid-<br />
Mix<strong>in</strong>g-Modell mit Gleichungen (3.8) - (3.19) beschrieben. Aus der Annahme, dass<br />
sich der Harnstoff direkt an der Partikeloberfläche zu Ammoniak und Isocyansäure<br />
zersetzt, wird für die Bestimmung der Stoffdaten <strong>in</strong> der Grenzschicht e<strong>in</strong> equimolares<br />
Verhältnis <strong>von</strong> Ammoniak und Isocyansäure verwendet.<br />
Für diesen Ansatz wird die Dampfdruckkurve für geschmolzenen Harnstoff benötigt.<br />
Um diese zu bestimmen, wurde e<strong>in</strong> e<strong>in</strong>faches Experiment durchgeführt: E<strong>in</strong>e Harnstoff-<br />
schmelze wurde bei e<strong>in</strong>em Umgebungsdruck <strong>von</strong> pamb =10 5 Pa <strong>in</strong> e<strong>in</strong>em Becherglas<br />
kont<strong>in</strong>uierlich bis zum Siedepunkt erhitzt. Erstes Sieden tritt bei e<strong>in</strong>er Temperatur <strong>von</strong><br />
≈ 442 K auf. Die Schmelze konnte dann weiter bis auf ≈ 483 K erhitzt werden, wobei<br />
sich nach mehreren M<strong>in</strong>uten e<strong>in</strong> weißer Feststoff bildete. E<strong>in</strong>e Analyse des Feststoffs<br />
ergab, dass es sich dabei größtenteils um Cyanursäure handelt.<br />
Mit dem Ergebnis lässt sich e<strong>in</strong>e Dampfdruckkurve pu(T )für geschmolzenen Harnstoff<br />
abschätzen. Die Siedetemperatur entspricht genau der Temperatur für e<strong>in</strong>en Dampf-<br />
druck <strong>von</strong> pu(Tsat) =pamb =10 5 Pa. Der Dampfdruck beim Schmelzpunkt wird ver-<br />
e<strong>in</strong>facht mit pu(406 K) = 0 Pa angenommen. Mit e<strong>in</strong>em Exponentialansatz folgt für<br />
die Dampfdruckkurve für geschmolzenen Harnstoff<br />
pu = e 62.419−24588 K/T Pa. (3.33)<br />
Abbildung 3.3 stellt den Verlauf des Dampfdrucks <strong>von</strong> Harnstoff im Vergleich zu Wasser<br />
dar.<br />
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