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解答SCR技术以及车用尿素工作原理

 柴油发动机的主要污染排放物是NOx(氮氧化物)和PM(微粒),减少这两种排放物所需的工作条件刚好是相反的,因此,出现了EGR(废气再循环)和SCR(选择性催化还原)两种技术方案来达到国四排放的要求。

 采取SCR技术路线的发动机在燃烧的过程中,已通过技术手段使柴油充分燃烧从而达到有效控制PM排放量的目标,而氮氧化物NOx则需要在排气的过程中将其还原为氮气(N2)和水(H2O),这一过程的还原剂就是车用尿素溶液。

 

 尾气从涡轮增压器出来后进入排气管,排气管上安装有尿素计量喷射装置,在温度达到300℃-500℃时喷入尿素溶液,在催化剂的作用下尿素(NH2CONH2)水解产生NH3和CO2,NH3与NOx反应,生成氮气和水排出。
 
笔者了解到,车用尿素溶液在催化还原反应中的控制是非常精细化的一个过程,尿素的喷入量必须要与NOx的浓度相匹配,尿素的喷入量过少,则达不到应有的处理水平,尿素的喷入量过多,则会使多余的氨气排入大气,导致新的污染。
 
车用尿素溶液在欧洲称为Adblue,在北美称为DEF(Diesel Exhaust Fluid,即柴油机尾气处理液),在国内称为车用尿素溶液或“添蓝”。车用尿素溶液的纯度和洁净度要求较高,相对于工业尿素,缩二脲、不溶物、铁、硫化 物、氯化物等的含量都有严格的要求。
 
洁丽欧公司提示,由于SCR催化剂载体极易发生金属离子中毒从而失去催化效果,因此车用尿素溶液必须使用电子行业一级超纯水。
 
目前,车用尿素溶液一般由32.5%高纯尿素和67.5%的超纯水组成,因为这个浓度的尿素溶液结晶点最低,在低于-11度的时候才会结晶。为防止低温时溶液结晶和凝固,目前是通过加入改性剂降低溶液凝固点、外加加热装置等手段来预防。