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 除汽车尾气处理装置和催化剂等产品外.在雾霾笼罩.PM2.5时常“爆表"的大环境下.与氮氧化物排放污染密切相关的车用尿素备受关注.车用尿素是什么?干什么用?产品质量如何?行业现状及前景如何?记者进行了采访.
不属于传统农资产品
单从名称上看.车用尿素应该归类于像化肥.农药一类的农资产品.但事实并非如此.
“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."从事车用尿素行业分析的前瞻网前瞻产业研究院分析师孙海红告诉记者. 重型卡车.客车等柴油车要达到国IV排放标准.在尾气处理上就要选用适合的SCR(选择性催化还原)系统.而此系统必须利用尿素溶液对尾气中的氮氧化物进 行处理.因此.车用尿素溶液成了柴油车达到国IV排放标准的必备产品.
据悉.目前国内主流柴油机生产企业.如玉柴.康明斯.潍柴等.已基本达成共识.SCR将是柴油机排放升级的主要技术方向.运行原理是尾气从涡轮出来后进入 排气管.排气管上安装有尿素计量喷射装置.喷入尿素水溶液.尿素溶液和尾气中的氮氧化合物在SCR反应罐中发生氧化还原反应.生成氮气和水排出.
按照我国颁布实施的第四.第五阶段车用燃油国家标准.从2013年10月后出厂的柴油重型车新车.都安装了车用尿素尾气净化装置.以供添加车用尿素.一些 用户为降低使用成本.会在上牌后直接把SCR系统拆下来.等到年检时再装上去应付一下.在业内人士看来.拆除SCR系统虽可节省车用尿素使用成本.但该系 统若长时间不用就会氧化.喷嘴也易堵塞.造成一套价值数万元的系统报废.得不偿失.
萌芽行业或迎爆发式增长
“在国内刚开始卖.市场刚起步的阶段.属于萌芽."四川一车用尿素生产企业胡姓销售员表示.只要涉及柴油发动机的机动车.待国IV排放标准全面实施后.都要使用车用尿素.以实现排放达标.
据孙海红介绍.由于国IV标准尚未在全国强制推行.目前只有北京.深圳.上海.广州.西安.杭州.南京等试点城市.在公交系统中要求必须加车用尿素.导致行业市场尚未打开.数据表明.目前国内车用尿素年消耗量在1万吨左右.仅占世界车用尿素溶液消耗量的1%.
行业发展处于萌芽状态.但市场需求量巨大.以北京为例.从2007年底逐步启用了使用SCR催化技术的公交车.至2012年3月已有7000多辆达到国 IV标准.数百辆达到国V标准的公交车投入使用.车用尿素年需求量约6000吨.加之机动车污染问题日益受关注.社会对车辆尾气容忍度逐渐达到极限.作为 颗粒物污染“大户"的柴油车减排首当其冲.
供应方面.中国的车用尿素溶液产品开发起步较晚.目前仅有少数研究机构及企业进行小批量生产.“进入国IV阶段.国内车用尿素的`蓝海`市场将被逐渐打开.预计年需求量有望达400万-700万吨."孙海红对此预计信心十足.
需提防假冒伪劣产品
记者采访获悉.个别企业违规使用农用尿素生产车用尿素.易导致机动车排气系统结晶.无法达到减少尾气排放目的.
据业内专家介绍.车用尿素可通过对工业尿素的再提纯制取.在使用中由于SCR催化剂载体极易发生金属离子中毒从而失去催化效果.因此配制车用尿素溶液必 须使用电子行业一级超纯水.然后根据需要计算配比.将适量的软水和提纯后的尿素在容器中经成分混合溶解.得到车用尿素溶液.
“车用尿素生产工艺简单.技术含量低.因此国内外生产工艺水平没有太大差距."在孙海红看来.鉴于进入门槛低.为保证车用尿素产品质量.首先需要提防假冒伪劣产品.
而有关标准已经堵上了上述漏洞.国内车用尿素早是一些地方标准.如北京.深圳.上海等地相继制定了相关标准,2013年3月18日.中国汽车工程学会发 布了行业规范,同年7月1日.车用尿素溶液国家标准(GB 29518-2013)正式实施.对反映产品质量好坏的缩二脲.醛类等杂质.金属离子等指标作出具体规定.规范生产.
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氧传感器是利用陶瓷敏感元件测量各类加热炉或排气管道中的氧电势，由化学平衡原理计算出对应的氧浓度，达到监测和控制炉内燃烧空燃比，保证产品质量及尾气排放达标的测量元件，广泛应用于各类煤燃烧、油燃烧、气燃烧等炉体的气氛控制。它是目前最佳的燃烧气分测量方式，具有结构简单、响应迅速、维护容易、使用方便、测量准确等优点。运用该传感器进行燃烧气氛测量和控制既能稳定和提高产品质量，又可缩短生产周期，节约能源。
氧传感器的工作原理与干电池相似，传感器中的氧化锆元素起类似电解液的作用。其基本工作原理是：在一定条件下(高温和铂催化)，利用氧化锆内外两侧的氧浓度差，产生电位差，且浓度差越大，电位差越大。大气中氧的含量为21%，浓混合气燃烧后的废气实际上不含氧，稀混合气燃烧后生成的废气或因缺火产生的废气中含有较多的氧，但仍比大气中的氧少得多。 在高温及铂的催化下，带负电的氧离子吸附在氧化锆套管的内外表面上。由于大气中的氧气比废气中的氧气多，套管上与大气相通一侧比废气一侧吸附更多的负离子，两侧离子的浓度差产生电动势。当套管废气一侧的氧浓度低时，在电极之间产生一个高电压(0.6～1V)，这个电压信号被送到ECU放大处理，ECU把高电压信号看作浓混合气，而把低电压信号看作稀混合气。根据氧传感器的电压信号，电脑按照尽可能接近14.7：1的理论最佳空燃比来稀释或加浓混合气。因此氧传感器是电子控制燃油计量的关键传感器。氧传感器只有在高温时(端部达到300°C以上)其特性才能充分体现，才能输出电压。它在约800°C时，对混合气的变化反应最快，而在低温时这种特性会发生很大变化。