车用尿素对温度要求较为严苛,在-11℃以下会出现结晶。这一问题引起广大卡车司机的关注。卡车司机常年大江南北四处奔波,北方的极冷地区可能使车用尿素出现结晶,这一现象对卡车司机的运输行程造成困扰。伍总解释说:“小包装的车用尿素溶液可以在室内存储尽量避免低温结晶,而在汽车装配的SCR系统中,存储车用尿素溶液的存储罐具有保温功能,同时该系统配有加热装置,能够防止低温环境下产品结晶,以此保证系统的正常运作。”车用尿素是浓度为32.5%且溶剂为超纯水的尿素水溶液,生产原料为尿素晶体和超纯水,其关键点在于原料纯度。从生产工艺来看,虽然车用尿素对原料纯度要求高于一般工业用需求,但目前国内工艺已然可以满足实际应用需求。车用尿素的生产工艺不足以构建高进入壁垒。
国内车用尿素主要是从工业尿素提纯得来,其主要原理是:1)在温度70-75℃时,尿素在水溶液中发生水解。2)在温度30℃以下时,尿素重新从水溶液中结晶出来。3)每水解结晶一次,其纯度会得到大幅提高,一般利用工业一级尿素水解结晶一次,就可达到车用尿素标准要求,其产出比例为1.5:1。
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。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SCR是Selective Catalytic Reduction的缩写,翻译为选择性催化还原转化器.。
SCR是用来降低发动机尾气中的NOx(氮氧化物)的,使车辆满足更高的排放法规要求,比如欧Ⅳ、国四排放要求。
SCR的原理就是在含有NOx的尾气中喷入尿素水溶液(欧洲称添蓝-Adblue),使其中的NOx还原成N2(氮气)和H2O(水)。
由于NH3可以选择性的与NOx反应而不是被氧气氧化,因此反应称为选择性的关系:带SCR系统的卡车或轿车要使用尿素水溶液,如果不加的话OBD就会报警,超过2小时还不加,OBD就会限制发动机的输出功率,车辆加速无力,更长时间不加,OBD就会将发动机锁死。
SCR安装在柴油汽车排气系统中, 将柴油发动机排气中的NOx催化还原成N2和O2的催化转化装置。尿素溶液通过一个加热的管道从尿素储液罐中被吸取, 然后用压缩空气将尿素溶液均匀地吹入尾气中, 尿素溶液被气化并释放出氨气, 然后在 SCR 系统的催化器中使 NOx 加速转化成纯净的氮气和水。由于重型车实现国Ⅳ排放普遍采用SCR技术路线,需要添加尿素溶液。众多企业看准这一市场,加入车用尿素溶液的生产和销售行列,而车用尿素溶液的质量直接关系到车辆能否正常运行,因此迫切需要得以规范。