尿素在柴油機上的應用
現代環保法規對柴油機廢氣中污染物的排放值設定了嚴格的限制。 這迫使工程師尋找新的解決方案來滿足標準。 其中之一是在 SCR（選擇性催化還原）排氣後處理系統中使用尿素作為柴油燃料。 使用這種技術的戴姆勒發動機被稱為 Bluetec。
什麼是SCR系統
自 6 年以來，歐 28 環境協議已在 2015 個歐盟國家生效。 在新標準下，柴油車製造商受到嚴格的要求，因為柴油發動機會向大氣中釋放煙塵和氮氧化物，對環境和人類健康造成巨大損害。
雖然使用三元催化轉化器足以清潔汽油發動機的廢氣，但柴油發動機需要更複雜的裝置來中和廢氣中的有毒化合物。 從柴油發動機廢氣中清除 CO（一氧化碳）、CH（碳氫化合物）和碳煙顆粒的效率在燃燒溫度高時會提高，而 NOx 則相反。 解決這個問題的方法是在排氣系統中引入 SCR 催化劑，它使用柴油尿素作為分解氮氧化物 (NOx) 有毒化合物的基礎。
為了減少有害排放，工程師們開發了一種特殊的柴油清潔系統——Bluetec。 該綜合體由三個完整的系統組成，每個系統都過濾有毒化合物並分解有害化合物：
- 催化劑 - 中和 CO 和 CH。
- 顆粒過濾器 - 捕集煙灰顆粒。
- SCR 催化轉化器 - 使用尿素減少 NOx 排放。
第一個清潔系統用於梅賽德斯-奔馳卡車和汽車。 如今，許多製造商正在將他們的汽車改用新的清潔系統，並在柴油發動機中使用尿素以滿足嚴格的環境控制要求。
工業尿素 AdBlue
自 XNUMX 世紀以來，哺乳動物新陳代謝的最終產物尿素就為人所知。 碳酸二亞胺由無機化合物合成，廣泛用於農業。 在汽車工業中，Adblue 技術流體作為活性劑的解決方案，用於從氮氧化物中淨化有毒廢氣。
Adblue 是 40% 的尿素和 60% 的蒸餾水。 組合物在廢氣通過的噴嘴處被注入 SCR 系統。 發生分解反應，其中一氧化氮分解成無害的氮和水分子。
用於柴油的工業尿素 - Adblue 與尿素尿素無關，後者用於農業工業部門和藥理學。
柴油發動機中的 Edblue
液體廢氣後處理系統或 SCR 轉換器是一個封閉系統，無菸灰柴油廢氣流過該系統。 Adblue 液體被倒入一個獨立的罐中，並在進入轉換器之前以測量的劑量注入排氣管。
混合氣體進入 SCR 中和單元，在此發生化學反應以分解一氧化氮，但會消耗尿素中的氨。 氨分子與一氧化氮結合，將其分解成對人類和環境無害的成分。
經過一個完整的清潔週期後，向大氣排放的污染物最少，排放參數符合歐5和歐6協議。
柴油機尾氣淨化系統的工作原理
一套完整的柴油發動機後處理系統由催化轉化器、微粒過濾器和 SCR 系統組成。 分階段清洗的操作原理：
- 廢氣進入催化轉化器和微粒過濾器。 煙灰被過濾，燃料顆粒被燒掉，一氧化碳和碳氫化合物被去除。
- 噴油器用於將一定量的 AdBlue 噴射到柴油微粒過濾器和 SCR 催化轉化器之間的連接處。 尿素分子分解成氨和異氰酸。
- 氨與氮氧化物結合，這是用過的柴油燃料中最有害的成分。 分子分裂，導致水和氮的形成。 無害的廢氣被釋放到大氣中。
柴油用尿素的組成
儘管柴油發動機液體表面上很簡單，但使用有機肥料自行製備尿素是不可能的。 尿素分子式（NH2）2CO，物理上為無味的白色晶體，溶於水和極性溶劑（液氨、甲醇、氯仿等）。
對於歐洲市場，該流體在 VDA（德國汽車工業協會）的監督下生產，該協會向製造公司頒發許可證，其中一些為國內市場供應流體。
在俄羅斯，假冒 AdBlue 品牌的比例超過 50%。 因此，在為俄羅斯製造的柴油發動機購買尿素時，必須以“ISO 22241-2-2009 合規性”標記為指導。
優點和缺點
使用尿素的優勢是顯而易見的——只有使用這種試劑，SCR柴油機的廢氣處理系統才能充分發揮作用，達到歐6標準的要求。
除了保護環境，尿素淨化的好處還包括以下幾點：
- 其對汽車的消耗僅為每100公里1000克；
- SCR 系統集成到現代柴油車輛中；
- 在一些國家，如果安裝了尿素清潔系統，車輛使用稅會降低，並且不存在罰款風險。
不幸的是，該系統也有缺點：
- 尿素的冰點約為-11℃；
- 需要定期加油；
- 汽車成本增加；
- 大量假冒 Adblue 液體；
- 對燃料質量的要求提高；
- 對系統組件進行昂貴的維修。
柴油車內置的集成尿素洗滌系統仍然是減少有毒排放的唯一方法。 操作困難、卡車試劑的高成本、劣質液體和柴油意味著許多司機更願意禁用系統並安裝模擬器。
然而，重要的是要了解，尿素仍然是唯一可以防止一氧化氮釋放到環境中的柴油化學品，這可能導致癌症。
