車(chē)用尿素標(biāo)準(zhǔn)中各種技術(shù)指標(biāo)的要求及意義

⑴尿素含量:尿素含量直接影響NOx的催化效率和尿素溶液的凝固點(diǎn)。在SCR還原系統(tǒng)中,尿素溶液的濃度是關(guān)鍵因素之一,過(guò)高或過(guò)低的濃度不僅不能提高NOx的轉(zhuǎn)化效率,反而會(huì)造成氨氣的滑失(由于過(guò)高的NHs/NOx比造成的氨氣漏失),形成二次污染物(氨氣)。歐洲大部分柴油車(chē)生產(chǎn)商傾向于使用尿素濃度為32.5%的尿素水溶液作為還原劑,因?yàn)榇藵舛鹊能?chē)用尿素溶液結(jié)晶點(diǎn)最低(初始結(jié)晶點(diǎn)-irc)。若車(chē)用尿素溶液在低于-irc作業(yè)時(shí),需采取保溫措施。所以選用32.5% (±0.7%)作為車(chē)用尿素溶液的濃度,儲(chǔ)存時(shí)應(yīng)密封。

⑵堿度:尿素在酸、堿、酶作用下(酸、堿需加熱)能水解產(chǎn)生氨,堿度太高說(shuō)明部分尿素不純或已經(jīng)分解,該項(xiàng)指標(biāo)控制的是尿素中氨的含量。

⑶縮二脲:尿素的生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物縮二脲。此外,若存儲(chǔ)不當(dāng),尿素溶液易縮合為縮二脲?？s二脲作為尿素溶液中的雜質(zhì),需要進(jìn)行嚴(yán)格控制。ISO22241-2標(biāo)準(zhǔn)采用分光法預(yù)先建立一條縮二脲含量和吸光度的工作曲線,然后測(cè)定樣品的吸光度,在工作曲線上確定樣品中縮二脲含量。

⑷不溶物:不溶物是尿素溶液中的不溶于水的雜質(zhì),不容物的存在對(duì)車(chē)用尿素溶液的輸送管路和噴嘴具有危害,可造成堵塞。測(cè)定方法為采用過(guò)濾樣品稱(chēng)量不溶物質(zhì)量的方法。

(5)(以HCHO計(jì)):甲酸作為車(chē)用尿素溶液的雜質(zhì),也要加以嚴(yán)格控制。

(6)密度:車(chē)用尿素溶液的密度與濃度密切相關(guān),有資料表明,在一定溫度下尿素溶液的密度與濃度具有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,且密度隨濃度增大而增大。檢測(cè)密度有助于輔助驗(yàn)證車(chē)用尿素溶液的濃度和質(zhì)量。

(7)折光率:車(chē)用尿素溶液的濃度與折光率也密切相關(guān),跟密度類(lèi)似,在一定溫度下尿素溶液的折光率與濃度也有著——對(duì)應(yīng)的關(guān)系,且折光率隨濃度增大而增大。測(cè)量折光率有助于進(jìn)一步輔助驗(yàn)證車(chē)用尿素溶液的濃度和質(zhì)量。

(8)憐酸鹽:磷及憐酸鹽由于能使車(chē)用尿素溶液SCR系統(tǒng)的催化劑中毒失活,也是標(biāo)準(zhǔn)中的需要嚴(yán)格控制的項(xiàng)目之一。

(9)金屬離子(韓、鐵、銅、鋅、鉻、鎳、鎂、鈉、鉀、招、砷):金屬離子作為車(chē)用尿素溶液中的雜質(zhì),對(duì)SCR系統(tǒng)的催化劑具有毒害作用,會(huì)影響SCR系統(tǒng)催化還原的轉(zhuǎn)化效率,需要嚴(yán)格控制這些雜質(zhì)的含量指標(biāo)。SCR催化器是SCR系統(tǒng)還原技術(shù)的核心,而SCR催化劑又是SCR催化器的核心之一,車(chē)用尿素溶液噴入排氣裝置后,發(fā)生選擇性催化還原的直接還原劑是NH3而不是尿素本身。車(chē)用尿素溶液在SCR系統(tǒng)的中間產(chǎn)物HNCO (異氰酸)比較穩(wěn)定,其只有在高溫(300~50CrC)條件下,在催化劑的作用下才能夠進(jìn)一步水解產(chǎn)生NH3。

因此,催化劑的活性對(duì)于提高整個(gè)SCR系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化效率至關(guān)重要。而金屬離子可以使車(chē)用尿素溶液SCR系統(tǒng)的VzOs/WCVTiOz催化劑中毒失活,降低了 NOx的轉(zhuǎn)化率。所以為保護(hù)SCR系統(tǒng)的催化劑并提高氮氧化物NOx的消減率,應(yīng)該嚴(yán)格控制以上金屬元素的含量。