尿素在柴油机中的应用
现代环保法规对柴油机废气中污染物的排放值进行了严格的限制。 这迫使工程师寻找新的解决方案来满足标准。 其中之一是在 SCR（选择性催化还原）排气后处理系统中使用尿素作为柴油燃料。 使用这种技术的戴姆勒发动机被称为 Bluetec。
什么是SCR系统
自 6 年以来，欧 28 环境协议已在 2015 个欧盟国家生效。 在新标准下，柴油车制造商有严格的要求，因为柴油发动机对环境和人体健康造成巨大破坏，向大气排放烟尘和氮氧化物。
虽然使用三元催化转化器足以清洁汽油发动机的废气，但柴油发动机需要更复杂的装置来中和废气中的有毒化合物。 从柴油发动机废气中清除 CO（一氧化碳）、CH（碳氢化合物）和碳烟颗粒的效率在燃烧温度高时会提高，而 NOx 则相反，会降低。 解决这个问题的方法是在排气系统中引入 SCR 催化剂，它使用柴油尿素作为分解氮氧化物 (NOx) 有毒化合物的基础。
为了减少有害排放，工程师们开发了一种特殊的柴油清洁系统——Bluetec。 该综合体由三个完整的系统组成，每个系统都过滤有毒化合物并分解有害化合物：
- 催化剂 - 中和 CO 和 CH。
- 颗粒过滤器 - 捕集烟灰颗粒。
- SCR 催化转化器 - 使用尿素减少 NOx 排放。
第一个清洁系统用于梅赛德斯-奔驰卡车和汽车。 如今，许多制造商正在将他们的汽车改用新的清洁系统，并在柴油发动机中使用尿素以满足严格的环境控制要求。
工业尿素 AdBlue
自 XNUMX 世纪以来，哺乳动物新陈代谢的最终产物尿素就为人所知。 碳酸二亚胺是由无机化合物合成的，广泛用于农业。 在汽车工业中，Adblue 工业液作为活性剂的解决方案，用于从氮氧化物中净化有毒废气。
Adblue 是 40% 的尿素和 60% 的蒸馏水。 组合物在废气通过的喷嘴处被注入 SCR 系统。 发生分解反应，其中一氧化氮分解成无害的氮和水分子。
用于柴油的工业尿素 - Adblue 与尿素尿素无关，后者用于农业工业部门和药理学。
柴油发动机中的 Edblue
液体废气后处理系统或 SCR 转换器是一个封闭系统，无烟灰柴油废气流过该系统。 Adblue 液体被倒入一个独立的罐中，并在进入转换器之前以测量的剂量注入排气管。
混合气体进入 SCR 中和单元，在此发生化学反应以分解一氧化氮，但会消耗尿素中的氨。 氨分子与一氧化氮结合，将其分解成对人类和环境无害的成分。
经过一个完整的清洁周期后，向大气排放的污染物最少，排放参数符合欧5和欧6协议。
柴油机尾气净化系统的工作原理
一套完整的柴油发动机后处理系统由催化转化器、微粒过滤器和 SCR 系统组成。 分阶段清洗的操作原理：
- 废气进入催化转化器和微粒过滤器。 烟灰被过滤，燃料颗粒被烧掉，一氧化碳和碳氢化合物被去除。
- 喷油器用于将一定量的 AdBlue 喷射到柴油微粒过滤器和 SCR 催化转化器之间的连接处。 尿素分子分解成氨和异氰酸。
- 氨与氮氧化物结合，这是用过的柴油燃料中最有害的成分。 分子分裂，导致水和氮的形成。 无害的废气被释放到大气中。
柴油用尿素的组成
尽管柴油发动机液体表面上很简单，但使用有机肥料自行制备尿素是不可能的。 尿素分子式（NH2）2CO，物理上为无味的白色晶体，溶于水和极性溶剂（液氨、甲醇、氯仿等）。
对于欧洲市场，该流体在 VDA（德国汽车工业协会）的控制下生产，该协会向制造公司颁发许可证，其中一些为国内市场供应流体。
在俄罗斯，假冒 AdBlue 品牌的比例超过 50%。 因此，在为俄罗斯制造的柴油发动机购买尿素时，必须以“ISO 22241-2-2009 合规性”标记为指导。
优点和缺点
使用尿素的优势是显而易见的——只有使用这种试剂，SCR柴油机的废气处理系统才能充分发挥作用，达到欧6标准的要求。
除了保护环境，尿素净化的好处还包括以下几点：
- 其对汽车的消耗仅为每100公里1000克；
- SCR 系统集成到现代柴油车辆中；
- 在一些国家，如果安装了尿素清洁系统，车辆使用税会降低，并且不存在罚款风险。
不幸的是，该系统也有缺点：
- 尿素的冰点约为-11℃；
- 需要定期加油；
- 汽车成本增加；
- 大量假冒 Adblue 液体；
- 对燃料质量的要求提高；
- 对系统组件进行昂贵的维修。
柴油车内置的集成尿素洗涤系统仍然是减少有毒排放的唯一方法。 操作困难、卡车试剂成本高、液体和柴油质量差，这意味着许多司机选择禁用系统并安装模拟器。
然而，重要的是要了解，尿素仍然是唯一可以防止一氧化氮释放到环境中的柴油化学品，这可能导致癌症。
