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我們首先談?wù)勡?chē)用尿素的一個(gè)排放過(guò)程:
使用尿素處理 NOx 的方法,被稱(chēng)為 SCR (Seletive Catalytic Reduction),催化作用選擇性超強(qiáng)。
SCR 使用的還原劑可以是各種氨類(lèi)物質(zhì),比如氨氣 NH3,氨水 NH4OH,尿素(NH2)2CO 等等,甚至是一些 HC。
使用氨氣時(shí),工作溫度需要在 250~500°C范圍內(nèi),相關(guān)反應(yīng)是這樣的:
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如果溫度過(guò)低,反應(yīng)就沒(méi)辦法有效進(jìn)行,溫度過(guò)高時(shí),則會(huì)損傷催化器,并且會(huì)使還原劑直接氧化造成更多的還原劑消耗,導(dǎo)致新的 NOx 生成:
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如果使用氨水作為還原劑,效果拔群??梢越档?NOx 排放 95%以上。但是整機(jī)需要一套非常復(fù)雜的控制系統(tǒng),而且氨水的氣味非常讓人難以接受。
所以通常來(lái)說(shuō),使用尿素更為方便,尿素的水溶液在 200°C 的溫度以上,會(huì)產(chǎn)生 NH3。
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如此,通過(guò)噴射以及控制系統(tǒng),就能夠有效的對(duì) NOx 進(jìn)行處理了。
1.農(nóng)用尿素易造成催化器中不能替代
普通的化肥尿素因?yàn)楹锌s二脲、機(jī)械雜質(zhì)、甲醛、金屬離子會(huì)造成SCR尾氣后處理器的催化劑中、造成損壞部件。而尿素泵價(jià)值不小,發(fā)生損害會(huì)對(duì)用戶造成損失。
另外化肥尿素低溫易結(jié)晶且不能保證尿素溶液濃度,會(huì)造成氮氧化物轉(zhuǎn)化率低;氨氣流失會(huì)破壞SCR系統(tǒng),使車(chē)輛無(wú)法達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
2.加水替代尿素對(duì)環(huán)境污染大
用水代替汽車(chē)尿素溶液,使SCR路線發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒充分,排放的氮氧化物含量高,是造成酸雨的成因。與此同時(shí)其會(huì)與其他污染物在紫外線作用下產(chǎn)生光化學(xué)煙霧污染。對(duì)大氣危害大,進(jìn)而危害人類(lèi)的身體健康。
3.汽車(chē)尿素選擇
大部分柴油車(chē)生產(chǎn)商使用濃度為32.5%的尿素水溶液作為還原劑,其濃度直接影響氮氧化物的還原率和尿素溶液的結(jié)晶點(diǎn)。過(guò)高或過(guò)低的濃度不能提高氮氧化物的轉(zhuǎn)化效率,會(huì)造成氨氣的剩余形成二次污染。
4.加注需防雜質(zhì)防溢出
汽車(chē)尿素溶液在加注過(guò)程中需要盡量避免雜質(zhì)進(jìn)入溶液和尿素罐中。在加注時(shí)打開(kāi)尿素罐口,用專(zhuān)用管插好加注便可。為防止雜質(zhì),清洗SCR時(shí)必須要用純凈水。尿素腐蝕性大,加注不當(dāng)溢出,會(huì)污染罐體和車(chē)輛。
ECU 通過(guò)柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速以及燃油噴射量計(jì)算出 NOx 的排放濃度,通過(guò)尿素理論、SCR 催化器的溫度對(duì) NOx 的轉(zhuǎn)化率進(jìn)行估算,并計(jì)算所需要的 NH3 量,{zh1}通過(guò) NH3 與尿素之間的關(guān)系得到當(dāng)下需要的尿素噴射量。