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车用尿素生产工艺生产流程分析 机动车排放标准四实施是车用尿素的...

   车用尿素溶液是尿素浓度为31.8%~33.2%的水溶液,1吨车用尿素颗粒大约制3吨车用尿素溶液(以下文章所提到的车用尿素均默认为车用尿素溶液),按照欧Ⅳ标准,目前统一32.5%的浓度为符合标准的车用尿素溶液。在欧盟地区通过德国汽车工业协会标准认证的车用尿素被允许使用“AdBlue”的商标。

   2011年12月29日国家环保部公布《关于实施国家第四阶段车用压燃式发动机与汽车污染物排放标准的公告》,“公告”要求2013年7月1日正式实施中国的重型柴油车国Ⅳ排放标准。

   国Ⅳ排放标准指的是国家第四阶段机动车污染物排放标准,汽车排放污染物主要有HC(碳氢化合物)、NOx(氮氧合物)、CO(一氧化碳)、PM(微粒)等,通过更好的催化转化器的活性层、二次空气喷射以及带有冷却装臵的排气再循环系统等技术的应用,控制和减少汽车排放污染物到规定数值以下的标准。

   柴油车,特别是重型柴油车是国Ⅳ排放标准下最迫切需要整治的对象。柴油车虽然只占机动车保有量17%,但却占据了汽车NOX排放总量的67.4%,其中重型柴油车仅占机动车保有量的4%,却占据了约56%的氮氧化物排放,因此对重型柴油车污染物的排放要求应更为严格。

   重型卡车、客车等柴油车要达到国Ⅳ排放标准,在尾气处理上最现实的选择就是SCR(选择性催化还原)技术,而这项技术必须利用尿素溶液对尾气中的氮氧化物进行处理。因此,车用尿素溶液成了重型卡车及客车达到国Ⅳ排放标准的必备产品。

   车用尿素生产流程 欧洲国家车用尿素需求量大,已经形成产业规模,车用尿素主要由大型化工企业生产,其生产流程如下:

图表1: 欧洲国家车用尿素生产流程图

   具体来说,车用尿素生产主要包括尿素提纯、水处理和配置溶液3个阶段。整个生产过程主要涉及的工艺就是提纯,生产壁垒并不太高。

   1)尿素提纯

   由于车用尿素对纯度要求较高,一般采用工业尿素(杂质含量低于农用尿素)进行提纯,在70-75℃时尿素在水溶液中发生水解,在30℃以下尿素重新从水溶液中结晶出来,水解结晶一次可以大幅提高尿素的纯度,一般工业一级尿素水解结晶一次就可以达到车用尿素标准。

   2)水处理

   车用尿素对杂质控制要求严格,普通自来水生成过程中由于消毒等原因含有氯化物,难以处理,因此一般使用深层地下水去除钙镁离子降低水的硬度得到软水,作为车用尿素溶液配制之用。

   3) 配置车用尿素液

   车用尿素溶液当中尿素含量一般为31.8%~33.2%,车用尿素生产的最后一步是将软水和提纯后的尿素进行混合溶解,再进行灌装。

   车用尿素反应原理

图表2: 车用尿素反应原理:

   由于氨气和NOx需要在催化剂下才能反应,而催化剂是否有效与金属的含量密不可分,如果金属以及其他杂质较多,将使催化剂失活,从而导致整个装臵的失效。因此,车用尿素的生产壁垒主要体现在尿素的纯度上。

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