车用尿素作用解析,减少氮氧化物排放

    车用尿素 作为重型柴油车实现国四排放至关重要的一环，其作用是为了减少氮氧化合物排放。那么在满足重型车国四排放过程中，车用尿素扮演着怎样的角色，究竟又是怎样减少污染物排放的呢？“和您一起解读车用尿素在SCR系统中的作用。 

    目前我国重型柴油机升级国四的主流路线是SCR路线，即使用选择性催化还原技术。其运行过程如图所示，大致是尾气从涡轮出来后进入排气管，排气管上安装有尿素计量喷射装置，喷入尿素水溶液，尿素溶液和尾气中的氮氧化合物在SCR反应罐中发生氧化还原反应，生成氮气和水排出。 

    在将NOX转化为N2和H2O的过程中，涉及的化学反应比较多，也比较复杂，但主要的反映有如下几个： 

    柴油机排放的氮氧化物中NO含量通常占85%~95%，因此在NOX的催化还原反应中化学方程式3是最主要的反映，但是化学方程式4的反应优先级比3高，废气中的NO2和一部分NO能够通过化学方程式4快速被消除。经过化学方程式3和4的反应，大部分的NOX被转化为无害的N2和H2O。 

    需要知道的是，发生选择性催化还原的直接还原剂是NH3而不是尿素。Urea-SCR的中间产物HNCO（异氰酸）比较稳定，只有高温（300-500℃）下在催化剂的作用下才能够进一步水解产生NH3。SCR催化器是SCR还原技术的核心，而SCR催化剂又是SCR催化器的核心之一，因此催化剂对整个SCR系统至关重要。 

    关于车用尿素溶液在催化还原反应中的控制是非常精细化一个过程。SCR系统中的尿素剂量最终由发动机管理系统控制，尿素的喷入量必须要与NOx的浓度相匹配，在保证降低NOx的同时，不能超过份量。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。所以，必须有高灵敏度的NOx浓度传感器以及相应的高精度尿素喷射装置。