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车用尿素的含量与特征
车用尿素是重型柴油车达到国四排放标准的产品。车用尿素是指尿素浓度为32.5%且溶剂为超纯水的尿素水溶液,原料为尿素晶体和超纯水。重型卡车、客车等柴油车要达到国四排放标准,在尾气处理上就要选用适合的SCR系统,而这项系统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四排放标准的产品。 SCR是我国减排的优选择。
目前国内现行的柴油国标GB19147-2009要求含硫量≤350ppm,而ECR-DOC技术要求油品含硫量在10ppm以下,因此在中国暂不具有推广条件。SCR则可耐350ppm的含硫油品,因此有推广的技术基础。由于采用SCR技术的国四发动机燃油经济性比EGR技术好、对发动机改动小、对燃油和机油要求较低、在技术升级连续性上具有优势、SCR催化器耐久性好且不存在催化器堵塞的风险,因此SCR技术是适合我国国情的重型柴油车减排技术路线。 车用尿素是浓度为32.5%且溶剂为超纯水的尿素水溶液,生产原料为尿素晶体和超纯水,其关键点在于原料纯度。从生产工艺来看,虽然车用尿素对原料纯度要求一般工业用需求,但目前国内工艺已然可以满足实际应用需求。车用尿素的生产工艺不足以构建高进入壁垒。 国内车用尿素主要是从工业尿素提纯得来,其主要原理是:
1.在温度70-75℃时,尿素在水溶液中发生水解。
2.在温度30℃以下时,尿素重新从水溶液中结晶出来。
3.每水解结晶一次,其纯度会得到大幅提高,一般利用工业尿素水解结晶一次,就可达到车用尿素标准要求,其产出比例为1.5:1。
车用尿素的尿素含量直接影响NOx的催化效率和尿素溶液的凝固点。在SCR还原系统中,尿素溶液的浓度是关键因素之一,过高或过低的浓度不仅不能提高NOx的转化效率,反而会造成氨气的滑失(由于过高的NH3/NOx比造成的氨气漏失[4]),形成二次污染物氨气。欧洲大部分柴油车生产商倾向于使用尿素浓度为32.5%的尿素水溶液(AUS32)作为还原剂,还因为此浓度的车用尿素溶液结晶点低(初始结晶点-11℃),图4为文献上查到的尿素溶液浓度与结晶点的对应关系,经过试验验证表明尿素溶液的浓度越接近32.5%时,其结晶点越低。若车用尿素溶液在低于-11℃作业时,需采取保温措施。
车用尿素的叫法多样。车用尿素溶液早在欧洲使用,称为Adblue,北美称为DEF(DieselExhaustFluid,即柴油机尾气处理液),在国内称为车用尿素溶液或“车用脱硝剂”。但现在国内一般统称为“车用尿素”。
接下来我们来了解一下车用尿素的定义。车用尿素溶液是无色、透明、清澈的的液体,浓度在31.8%-33.2%之间,用于还原氮氧化合物。目前使用的车用尿素溶液一般由32.5%高纯尿素和67.5%的去离子水组成。
车用尿素是重型柴油车达到国四排放标准的产品。车用尿素是指尿素浓度为32.5%且溶剂为超纯水的尿素水溶液,原料为尿素晶体和超纯水。重型卡车、客车等柴油车要达到国四排放标准,在尾气处理上就要选用适合的SCR系统,而这项系统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四排放标准的产品。
国内车用尿素需求潜力,年需求量有望达400-700万吨。随着国四全面推行的时间渐行渐近,国内车用尿素年需求量400-700万吨的蓝海市场有望被逐渐打开。我们的市场容量测算基于以下假设:
按照中重型柴油车产量测算,到2018年我国车用尿素市场容量达700万吨。2012年我国符合国四标准的柴油汽车产量约为65万辆,2005-2012产量年均复合增长率为13.4%。如果严格实施国四排放,假设一辆采用SCR技术的商用车平均一年需要1.2-1.5吨车用尿素溶液,2013-2018年产量年均增速为10%测算,到2018年车用尿素的年需求量可达700万吨。
车用尿素溶液基本的功能是将汽车尾气中的氮氧化物转化成无害的N2和水,节能又环保使您的爱车达到国家规定的尾气排放标准。 通过SCR系统的智能控制,当存储罐内尿素溶液不足的时候,汽车会启动不起来,为了车辆的正常行驶,应备有充足的尿素溶液。 此外选用不同品质的尿素溶液,对车辆的保养也是不同的。当选用的尿素溶液纯度不够,有颗粒物、重金属离子等杂质存在的时候,会对车辆SCR系统的喷嘴、过滤器等零部件造成严重损害,带来不必要的经济损失。低品质的尿素溶液如果化学成分不高,存在重金属及其他化学成分的时候,会与催化剂发生化学反应降低尾气转化效果,甚至失去作用。因此,在选用尿素溶液的时候应尽量选用的产品,以控制车辆的保养成本。
虽然车用尿素的市场潜力看起来比较大,但不少业内人士也对市场容量表示了一定的担忧。,市场打开需要时间,老式柴油车淘汰速度慢,全部用上选择性催化还原术还需要时间。其次,用户积极性不够,新的尾气标准实施后,用户可能不太接受,再加上监管上面有一定的缺失,导致很多用户不愿主动购买车用尿