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国Ⅳ时代SCR技术配置

2009-10-23 11:02:00 李昂

    近些年来,排放升级早已成为伴随中国汽车技术发展的一个重要问题。随着机动车数量的持续增长,大城市的环保压力不断增加。为了早日与世界接轨,我国正积极地实施更为严格的排放法规,特别是中重型柴油车的排放标准。

    继北京率先实施机动车国Ⅳ排放标准后,上海、深圳、西安等城市都计划于今明两年开始实施国家第四阶段机动车排放标准。虽然更多是针对轻型汽油车,但这个迟早都要全面执行的新标准就像一把悬在半空的利剑,时刻提醒企业要尽快做好准备。

国Ⅳ时代SCR技术配置

图为陕汽双冠王国四重卡

●  SCR系统:国Ⅳ技术路线的发展方向

    对于柴油机而言,由于其尾气中的主要污染物微粒和氮氧化物在生成条件上的互逆性,导致了柴油机在排放升级,特别是国Ⅲ以上阶段的排放升级出现了不同的技术路线。

    一类是通过使用选择性催化还原(SCR)技术,利用尿素溶液对尾气中的氮氧化物进行处理;还有一类是通过微粒捕集器或微粒催化转换器,针对燃烧产生的微粒进行处理的EGR(废气再循环)技术。

    在技术路线方面,国内主流柴油机生产企业已经基本达成了共识,SCR将是未来国内柴油机排放继续升级的主要技术方向。

    目前,重型商用车界包括DAF、MercedesBenz、IVECO、Renault、Volvo、戴姆勒克莱斯勒、康明斯、大金龙、依维柯、潍柴、玉柴等在内的知名企业都采用了SCR技术。

●  SCR系统更适合中国市场

    我国国情更适合采用SCR技术方案,而超低燃油对于中国来说确实存在很大的困难,目前我国的燃油标准要到2010年才能达到欧Ⅲ标准(硫含量为350ppm),到2010年达到30ppm更是不大可能。如果采用了SCR技术,那么达到超低燃油的柴油脱硫工作就可以延迟到引进欧Ⅵ标准时再进行,这就为石油行业提供了更多的时间进行调整。

    另外,有研究报告指出,使用SCR技术的欧Ⅳ发动机相比同等排量的欧Ⅲ发动机,在最大扭矩和最大功率方面大约有近10%的提升,而同样使用EGR技术的欧Ⅳ发动机则大致与欧Ⅲ发动机持平。同时,使用SCR技术的欧Ⅳ发动机油耗比同等排量的欧Ⅲ发动机要低5%-7%,使用EGR技术的发动机则要高出3%左右。也就是说,同样排量的欧Ⅳ发动机,采用SCR技术,比采用EGR技术能够节油近10%,而且动力更强劲。

    有了节油和动力强劲这两个最重要的优势,SCR发动机需要在加油时补充尿素溶液的缺陷就显得不那么重要了。特别是中国消费者对燃油消耗率的敏感性非常高,节油产品意味着会拥有广阔市场。

●  SCR系统更适合中国市场还有以下几个原因:

    (1)能够节省燃油消耗。如前所述,SCR系统的燃油消耗相对于EGR+DPF系统稍低一些,它的尿素水溶液的消耗量也可在燃油消耗上得到补偿。

    (2)现在采用了此技术,在很长时间内都可以满足排放法规的要求,直到欧Ⅵ标准的引进。

    (3)此系统不同于EGR+DPF系统,要增加冷却器的体积,它只需一个附加的贮藏罐,这对于车辆驾驶室的设计影响不大。

    (4)发动机复杂性低。

    此系统可以同时满足欧Ⅳ和欧Ⅴ标准,可以在部分地区提前引进。

●  特定尿素溶液---SCR系统的必备配置

    要满足国Ⅳ排放标准,SCR技术是最佳选择!但SCR系统只有通过还原剂才能把氮氧化物转化为N2和H2O,这里的还原剂就是特定浓度的尿素水溶液。它是柴油机专用尿素催化剂,符合SCR技术的标准要求,是客车及重型卡车要想达到国Ⅳ排放标准的必备配置。

    目前我们采访了专门生产车用尿素的江苏可兰素汽车环保科技有限公司,据该公司相关负责人介绍他们生产的专门满足Ⅳ排放标准、SCR技术的车用尿素溶液-可兰素,具有无毒、无味、无危险,操作方便、安全等特点。

    据介绍通过喷射到催化剂逆流方向的排气管中,可兰素在废气温度和气流作用下气化分解为CO2和氨水,氨水作为还原剂再将NOx还原为无污染的氮气和水,从而降低氮氧化物及微粒的排放。

    可兰素中的活性物质--尿素,是由天然气制成的。尿素是一种白色晶体粉末,在环境中也是普遍存在,是一种稳定、无毒的物质,储存和运输均没有限制。并且对水的污染极低,使用简单而且安全。同时,它的消耗量也很低,满足欧Ⅳ标准的可兰素消耗量大约只需燃油消耗的3.5%。

    可兰素的浓度要求为32.5%,必须储藏在车上的独立的储藏罐中,且要满足严格的质量标准,以保证SCR系统的稳定工作。这种浓度的高纯尿素水溶液在国外又有一个专门的名字--AdBlue。在欧洲和北美,能提供AdBlue的加油站很多,为SCR的应用提供了必要的基础设施。此外,AdBlue中所需的尿素非常便宜,若再把因使用它而节省的油费也算进来的话,成本可谓微乎其微。目前,诸多欧洲和亚洲的汽车制造商正在引进SCR系统,以减少汽车尾气排放造成的污染。

    据可兰素公司相关负责人介绍,随着油价的飙升,国内外越来越多的企业倾向SCR技术,早在几年前,美国国家环境保护局就已把SCR作为官方指定技术,作为SCR技术的必备配置—车用尿素溶液必将市场前景无限。同时,在SCR技术的应用方面,江苏可兰素汽车环保科技有限公司目前已经着手解决尿素的储存、注入和喷射策略等技术问题,使用耐久性好,并已有在柴油机上应用的经验。随着对SCR技术的进一步开发研究和排放法规的日趋严格,相信可兰素在各类国Ⅳ发动机上将会得到更为广泛的应用,从而使我们的空气质量日趋净化进而造福社会。

国四发动机后处理/车用尿素