隨著國家對大氣污染的重視,車輛尾氣排放成了重點關(guān)注的對象,尤其是重型柴油發(fā)動機的車輛排出的氮氧化物成了主要污染源,尾氣處理液成為近兩年熱門行業(yè)。車用尿素作為一種可以幫助減排的尾氣還原劑,能夠與尾氣中的氮氧化合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成無毒的氮氣和水,從而減少尾氣排放。
因而,為了加強對汽車尾氣凈化產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)督管理,近日,山東省濰坊市市場監(jiān)督管理局網(wǎng)站公布2020年第一批車用尿素產(chǎn)品質(zhì)量市級監(jiān)督抽查結(jié)果,共抽查了全市41 家企業(yè)銷售的41批次車用尿素產(chǎn)品,其中有1家企業(yè)銷售的1批次產(chǎn)品尿素含量不合格。
所謂尿素溶液是無色、透明、清澈的液體,濃度在31.8%-33.2%之間,用于還原氮氧化合物。目前,使用的車用尿素溶液一般由32.5%高純尿素和67.5%的去離子水組成。車用尿素也稱柴油機尾氣處理液,汽車尿素,汽車環(huán)保尿素,車用脫硝劑。
車用尿素的使用源于選擇性催化還原技術(shù)(SCR)汽車尾氣后處理技術(shù),在處理過程中,采用還原劑尿素溶液對氮氧化物進行選擇性催化還原,使尾氣中的氮氧化物變成無污染的氮氣和水,降低NOX(氮氧化合物)排放,從而符合重型柴油車排放物相關(guān)法規(guī)。因此,車用尿素溶液成了柴油車達到排放標準的必備產(chǎn)品。
此次山東省的市級監(jiān)督抽查活動所依據(jù)的就是GB 29518-2013《柴油發(fā)動機氮氧化物還原劑尿素水溶液(AU32)》)標準的要求,它也是生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)的標準之一。如果不裝載柴油機尾氣處理液、或純度不夠、或質(zhì)量偽劣,都會發(fā)生車輛發(fā)動機自動減速。同時,質(zhì)量偽劣的柴油機尾氣處理液會污染SCR催化反應(yīng)罐中的催化劑,造成嚴重后果。因而車用尿素產(chǎn)品必須滿足國家標準所規(guī)定的關(guān)鍵性技術(shù)指標。
那么,此次抽查出的尿素含量對車用尿素來說起到什么作用,除此之外車用尿素溶液還有哪些關(guān)鍵技術(shù)指標?
尿素含量:在SCR還原系統(tǒng)中,尿素溶液的尿素含量是關(guān)鍵因素之一。過高或過低的尿素含量不僅不能提高氮氧化物的轉(zhuǎn)化效率,反而會造成氨氣逃逸;過高的NH3/NOX比造成的氨氣逸失可形成二次污染物氨氣。同時尿素含量直接影響NOX的催化效率和尿素溶液的凝固點。目前,國家強制性標準GB29518-2013要求尿素含量應(yīng)為31.8%~33.2%。
金屬離子:Ca、Fe、Cu、Cr、Ni、Mg、Na、K、Al作為尿素溶液中的雜質(zhì),對SCR系統(tǒng)的催化劑具有毒害作用,影響SCR還原的轉(zhuǎn)化效率。因此,應(yīng)嚴格控制這些元素含量。
縮二脲:在尿素生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生副產(chǎn)物縮二脲;若存儲不當(dāng),尿素溶液也會縮合為縮二脲。由于縮二脲會進一步縮聚生成熔點大約為300C的三聚氰酸而附著在SCR催化劑上,造成SCR系統(tǒng)堵塞。因此,必須嚴格控制縮二脲。
堿度:尿素在酸、堿、酶作用下能水解產(chǎn)生氨,堿度太高說明部分尿素不純或已經(jīng)分解,該項指標控制的是尿素中氨的含量。
不溶物:不溶物是尿素溶液中的不溶于水的雜質(zhì),不容物的存在對車用尿素溶液的輸送管路和噴嘴具有危害,可造成梗塞。
密度:車用尿素溶液的密度與濃度親密相關(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應(yīng)的關(guān)系,且密度隨濃度增大而增大。檢測密度有助于輔佐驗證車用尿素溶液的濃度和質(zhì)量。
折光率:車用尿素溶液的濃度與折光率密切相關(guān),車用尿素設(shè)備機械在一定溫度下尿素溶液的折光率與濃度也有著——對應(yīng)的關(guān)系,且折光率隨濃度增大而增大。
國六標準上線對車用尿素的影響
目前GB17691-2018《重型柴油車污染物排放限值及測量方法(中國第六階段)》已經(jīng)正式實施,繼燃氣汽車之后,城市重型柴油車也于2020年7月1日進入國六a排放階段。與國五排放標準相比,國六排放標準中氮氧化物和顆粒物排放限值分別加嚴了77%和67%,并新增了粒子數(shù)量(pn)的限值要求。
為了達到國六排放標準,通常需要多種尾氣后處理技術(shù)共同作用,其中選擇性催化還原(SCR)技術(shù)是當(dāng)前普遍使用的尾氣處理技術(shù)之一,因而車用尿素就屬于重要消耗品。隨著環(huán)保法規(guī)不斷加強,國家正在逐漸規(guī)范車用尿素市場,凡是產(chǎn)品不達標的車用尿素生產(chǎn)企業(yè)在這一輪中都會被淘汰。因而確保車用尿素滿足國家規(guī)定的項目指標將影響車用尿素生產(chǎn)企業(yè)的未來。