車(chē)用尿素溶液是隨著(zhù)重型柴油車(chē)排放法規的日趨嚴格而開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品。 柴油車(chē)尾氣中的顆粒物(PM)和氮氧化物(NOX)是汽車(chē)尾氣污染的兩大主要來(lái)源,針對氮氧化物,歐美日主要采用的尾氣后處理技術(shù)為SCR和EGR+DPF,其中歐洲和日本以SCR為主,美國在2010年之后也全面轉向SCR路線(xiàn)。
作為SCR系統的還原劑,車(chē)用尿素溶液產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)至成為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè),擁有完整的產(chǎn)供銷(xiāo)體系。歐美日等國家也為車(chē)用尿素溶液制定了完整成熟的技術(shù)及應用規范。
對比SCR和EGR+DPF這2種尾氣后處理技術(shù)路線(xiàn)的特點(diǎn),考慮到技術(shù)的延續性、國內柴油質(zhì)量等情況,SCR技術(shù)更符合我國柴油發(fā)展的要求。我國已經(jīng)通過(guò)型式核準的重型國IV柴油發(fā)動(dòng)機幾乎全部采用SCR技術(shù)。SCR尾氣處理系統已成為我國國IV重型柴油車(chē)的必然選擇,由此也將帶動(dòng)車(chē)用尿素溶液的發(fā)展。
SCR 代表一種選擇性催化還原技術(shù)(SCR,Selective Catalytic Reduction),適合卡車(chē)、公共汽車(chē)和重型車(chē)輛的選擇性催化還原技術(shù), 用于廢氣后處理。經(jīng)過(guò)市場(chǎng)的考驗, 選擇性催化還原技術(shù)在氮氧化物減排方案中是最經(jīng)濟的方法。
選擇性催化還原技術(shù)的主要組成部分為選擇性催化還原技術(shù),催化劑,噴注器,貯液罐和進(jìn)料控制器。催化劑中的尿素在遇熱與水反應生成氨,尾氣中有害的氧化氮與氨氣反應轉化為無(wú)害的氮氣和水。
SCR系統在重型車(chē)上的裝配示意圖:
車(chē)用尿素溶液是一種高品質(zhì)的氮氧消除劑,使用在選擇性催化還原系統以減少柴油車(chē)輛所排出的氮氧化物。 該化學(xué)品由 32.5% 高純度尿素和純水制成的溶液,是一種非爆炸性、非易燃和對環(huán)境不會(huì )造成損害的溶液。
歸屬為可輸送液體的最低風(fēng)險類(lèi)別屬于非危險品,加注車(chē)用尿素溶液就等于加油一樣簡(jiǎn)單,就算濺在手上,只要用清水沖洗便可。
車(chē)用尿素溶液適用于奔馳Blue TEC GL320 / GL350 / GL550、奧迪Q7、沃爾沃、福特F150、F350、F450、F650、CDI、Blue Tec、途銳等進(jìn)口柴油轎車(chē)、 斯堪尼亞等歐四、歐五排放的柴油車(chē);也適用于Benz Actors商用卡車(chē)。
奔馳卡車(chē)Actros系列、Axor系列、Atego系列、Unimog系列、Zetros系列。除此之外,還適用于國產(chǎn)康明斯、雷諾、玉柴、濰柴、福田、錫柴等歐四、歐五排放標準的卡車(chē)、客車(chē)。
SCR選擇性催化還原技術(shù)反應原理圖如下:
SCR反應方程式如下:
NH2-CO-NH2 = NH3 + HNCO
HNCO + H2O = NH3 + CO2
4NH3 + 4NO + O2 = 4N2 + 6 H2O
8NH3 + 6NO2 = 7N2 + 12H2O
從反應方程式可以看到, 氮氧化物的直接還原劑是氨氣(NH3),在400-500℃、催化劑的作用下,尿素才能分解成氨氣。反應式的最終產(chǎn)物是空氣中常見(jiàn)的氮氣和水分。
另外, 使用SCR技術(shù)后, 有利于降低排放物中的固體顆粒物, 即降低PM2.5,這是導致北京等北方地 區霧霾天氣的罪魁禍首。
目前,國際上通常使用的標準是ISO22241(國際行業(yè)最高標準)、DIN70070(德國行業(yè)最高標準)、AUS32 (澳大利亞行業(yè)最高標準)和JIS K 2247-1(日本標準)
2013年7月1日, 中國政府正式開(kāi)始執行車(chē)用尿素溶液的國家標準。即:GB 29518-2013 柴油發(fā)動(dòng)機氮氧化物還原劑 尿素水溶液(AUS 32)。