車用尿素作為重型柴油車實現(xiàn)國四排放至關(guān)重要的一環(huán)，其作用是為了減少氮氧化合物排放。了解一下車用尿素在SCR系統(tǒng)中的作用。
目前我國重型柴油機(jī)升級國四的主流路線是SCR路線，即使用選擇性催化還原技術(shù)。其運行過程，大致是尾氣從渦輪出來后進(jìn)入排氣管，排氣管上安裝有尿素計量噴射裝置，噴入尿素水溶液，尿素溶液和尾氣中的氮氧化合物在SCR反應(yīng)罐中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氮氣和水排出。
柴油機(jī)排放的氮氧化物中NO含量通常占85%~95%，因此在NOX的催化還原反應(yīng)中化學(xué)方程式3是很主要的反映，但是化學(xué)方程式4的反應(yīng)優(yōu)先級比3高，廢氣中的NO2和一部分NO能夠通過化學(xué)方程式4快速被消除。經(jīng)過化學(xué)方程式3和4的反應(yīng)，大部分的NOX被轉(zhuǎn)化為無害的N2和H2O。
需要知道的是，發(fā)生選擇性催化還原的直接還原劑是NH3而不是尿素。Urea-SCR的中間產(chǎn)物HNCO（異氰酸）比較穩(wěn)定，只有高溫（300-500℃）下在催化劑的作用下才能夠進(jìn)一步水解產(chǎn)生NH3。SCR催化器是SCR還原技術(shù)的核心，而SCR催化劑又是SCR催化器的核心之一，因此催化劑對整個SCR系統(tǒng)至關(guān)重要。
關(guān)于車用尿素溶液在催化還原反應(yīng)中的控制是非常精細(xì)化一個過程。SCR系統(tǒng)中的尿素劑量后面由發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)控制，尿素的噴入量需要與NOx的濃度相匹配，在保證降低NOx的同時，不能超過份量。尿素的噴入量過少，則達(dá)不到應(yīng)有的處理水平，尿素的噴入量過多，則會使多余的氨氣排入大氣，導(dǎo)致新的污染。所以，要有高靈敏度的NOx濃度傳感器以及相應(yīng)的高精度尿素噴射裝置。