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车用尿素液结晶的成因
- 2020-04-17-

  随着我国排放法规不断加严,发动机排放开发难度越来越大。SCR技术是目前商用车达到国Ⅳ、国V及未来国Ⅵ排放开发的主要技术。逐步加严的排放法规对SCR系统提出了较高的要求,其中如何规避尿素结晶一直是研究的重要问题。尿素液生产厂家分析到,理论上尿素水溶液喷入排气管中,经过蒸发、热解生成NH3(氨气)和HNCO(异氰酸),HNCO在催化剂表面发生水解反应生成NH2和CO2。但实际上,HNCO在低于300℃时,很难全转化成NH3,那么HNCO就有可能发生一系列的副反应,生成三聚氰酸((HNCO3)等沉积物,这就是尿素结晶的主要成分。

  从喷嘴喷入排气管内的尿素水溶液,先吸收废气中热量蒸发脱水,尿素水溶液由液态脱水成固态分子。其次在高温废气中,尿素吸热发生热解反应,生成HNCO和NH。末后HNCO在催化剂的作用下发生水解化学反应,生成NH和CO2。

  但是在尿素热解、水解不周全的时候,也可能产生中间产物,如在150℃~200℃区间尿素和异氰酸反应生成缩二服。在200℃~280℃缩二脲和异氰酸反应生成三聚氰酸和氨气,或者异氰酸也可以直接速度缩合成三聚氰酸,缩二脲和三聚氧酸在低温下很难分解,其中三聚氰酸就是尿素结晶的主要成分。

  尿素喷出后先发生水解,在排气温度较低的情况下,尿素热解水解速度较慢,这样部分尿素在没有水解的情况下直接喷到混合器上,容易形成液膜,液膜蒸发吸热导致混合器温度进一步减低,逐渐出现尿素结晶。结晶的存在使尿素喷在其表面,便有可能构成化学反应生成缩二脲和三聚氰酸。缩二脲在排温高于200℃时会发生分解,而三聚氰酸在排温高于350℃时才会分解,而轻型商用车排温很难达到350℃以上,尿素液生产厂家由此可以确认,混合器上的结晶是由缩二脲和异氰酸反应生成较难分解的异氰酸或者是异氰酸在高温下直接聚合为三聚氰酸。

尿素液生产厂家