在線折射計探頭在柴油車的SCR系統(tǒng)中的應(yīng)用

為應(yīng)對霧霾，北京早前就啟動了“單雙號限行”措施，因為汽車尾氣排放是造成城市大氣污染的主要因素之一。北京博芮思作為國內(nèi)智能測量領(lǐng)域的新秀派，給大家介紹折射計產(chǎn)品在大氣污染防控方面的重要作用。

   隨著各種汽車的廣泛應(yīng)用，汽車尾氣對我們的環(huán)境影響越來越大。為zui大限度地降低汽車尾氣對大氣環(huán)境造成的污染，世界各國紛紛制定了汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，并且排放標(biāo)準(zhǔn)越來越高。因此，選擇性催化還原技術(shù)SCR系統(tǒng)應(yīng)運而生。SCR工作過程中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，也是SCR系統(tǒng)中必須的消耗品是車用尿素。

   車用尿素學(xué)名“柴油機尾氣處理液”，在歐洲被稱為“AdBlue”，美國則稱之為“DEF”。車用尿素主要用于吸收柴油車尾氣中的氮氧化物（NOx）。車用尿素是用32.5%的高純尿素和67.5%的去離子水進行配比，zui終形成的。 

   大家還記得2015年年初，轟動全國的《穹頂之下--柴靜霧霾調(diào)查》視頻嗎？其中某日本廠家生產(chǎn)的手持便攜式濃度計（即折射計），在檢測柴油發(fā)動機車用尿素液是否達標(biāo)的場景中短暫露臉。

   在這個應(yīng)用場景中，折射計測量的是車用尿素的濃度。尿素濃度直接影響NOx的催化效率和尿素溶液的凝固點。在SCR還原系統(tǒng)中，尿素溶液的濃度是關(guān)鍵因素之一，過高或過低的濃度不僅不能提高NOx的轉(zhuǎn)化效率，反而會造成氨氣的滑失（由于過高的NH3x比造成的氨氣漏失），形成二次污染物氨氣。

   之所以要去除柴油車尾氣中的氮氧化物（NOx），主要還是因為它的毒性之高給人類和其他生物所帶來的威脅。我們通常說的氮氧化物主要是NO和NO2，NO會導(dǎo)致中樞神經(jīng)受損，引起痙攣和麻痹，高濃度NO中毒還會迅速導(dǎo)致胃部充血和水腫。NO進入大氣后可被氧化成NO2，其毒性約為NO的5倍。NO2參與大氣中的光化學(xué)反應(yīng)后，會形成光化學(xué)煙霧，zui明顯的危害作用是刺激人的眼睛，引發(fā)紅眼病。

   SCR系統(tǒng)包括尿素罐和SCR催化反應(yīng)罐。當(dāng)檢測到排氣管中有氮氧化物時，尿素罐自動噴出柴油機尾氣處理液，柴油機尾氣處理液和氮氧化物在SCR催化反應(yīng)罐中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成無污染的氮氣和水蒸氣排出。因此在商用車領(lǐng)域，應(yīng)用車用尿素，成為車輛環(huán)保的一個重要標(biāo)志。

   在國外，配有車用尿素的柴油車都有單獨的一個容器來存儲，對車用尿素的管控更加直接。國外卡車的OBD系統(tǒng)由于無法被修改，從根本上杜絕了刷系統(tǒng)屏蔽后處理的現(xiàn)象，并且當(dāng)卡車的尿素用完一段時間后，行車電腦會強制降低發(fā)動機的輸出功率和扭矩，如果探測到依然沒有加注尿素，熄火后的發(fā)動機將無法再次啟動。

   當(dāng)汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)強制實施之后，每個加油站都需要常備車用尿素液，柴油汽車就是像日常加油一樣,去加油站都得補充車用尿素液，折射計產(chǎn)品就是在這樣的場景中發(fā)揮出重要的作用。

   對于車用尿素的生產(chǎn)商的管控，國外同樣有配套法規(guī)。在德國，汽車工業(yè)協(xié)會的商標(biāo)可以免費授權(quán)給車用尿素的生產(chǎn)企業(yè)，一旦如果發(fā)現(xiàn)某企業(yè)制造了不達標(biāo)產(chǎn)品，將有權(quán)利對其進行罰款。

   我國汽車排放的尾氣是PM2.5的主要污染源之一，隨著汽車數(shù)量的增加，機動車尾氣對大氣污染的影響日益增加。一些城市空氣中PM2.5的20%左右來自機動車尾氣。環(huán)境保護部近日在環(huán)保部網(wǎng)上發(fā)布“關(guān)于征求國家環(huán)境保護標(biāo)準(zhǔn)《車用壓燃式、氣體燃料點燃式發(fā)動機與汽車排氣污染物排放限值及測量方法（*六階段）（征求意見稿）》意見的函”，正式對柴油車國六排放法規(guī)征求意見。

   征求意見稿”明確提出：“自2019年1月1日起，凡進行檢驗的新型發(fā)動機和新型汽車均應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)要求。”“自2020年1月1日起，凡不滿足本標(biāo)準(zhǔn)要求的新車不得生產(chǎn)、銷售、注冊登記，不滿足本標(biāo)準(zhǔn)要求的新發(fā)動機不得生產(chǎn)、銷售和投入使用。”這也就是說，柴油車國六排放標(biāo)準(zhǔn)，將于2020年1月1日起全面實施。

   國六標(biāo)準(zhǔn)汽柴油是指滿足國家第六階段車用汽柴油標(biāo)準(zhǔn)的燃油。第六階段柴油車方面，鑒于降低多環(huán)芳烴含量有助于減少車輛污染物排放，標(biāo)準(zhǔn)將車用柴油中的多環(huán)芳烴質(zhì)量分數(shù)由原來的不大于11%降低為不大于7%，還增加了車用柴油中總污染物含量的技術(shù)要求和檢測方法，并提高了5號、0號、-10號車用柴油的閃點指標(biāo)限值。

   國內(nèi)現(xiàn)有的柴油車絕大多數(shù)采用的都是SCR發(fā)動機技術(shù)SCR技術(shù)( Selective Catalytic Reduction Technology），即用選擇性催化還原技術(shù)來達到環(huán)保部門的要求。其運行過程如圖所示，大致是尾氣從渦輪出來后進入排氣管，排氣管上安裝有尿素計量噴射裝置，噴入尿素水溶液，尿素溶液和尾氣中的氮氧化合物在SCR反應(yīng)罐中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氮氣和水排出。

   為滿足國六排放標(biāo)準(zhǔn)，柴油車車用尿素使用量日益增大，但是市場上的“假”尿素也越來越多！2017年11月份，我國曾對車用尿素進行了一次大范圍的檢測，其中有超過50%的是不合格產(chǎn)品。

   雖然車用尿素也是尿素，但與農(nóng)用尿素有天壤之別。車用尿素有嚴格的配比要求，基本上是由高純尿素和去離子水組成，比例受到嚴格控制（車用尿素是由百分之67.5超純水（電導(dǎo)率＜0.08）和百分之32.5的高純度尿素生產(chǎn)而成）。而農(nóng)用尿素的顆粒物、金屬離子、礦物質(zhì)等雜質(zhì)非常多，危害非常明顯。使用農(nóng)用尿素往車里加注，將會對SCR系統(tǒng)造成致命性的損傷，換一套后處理系統(tǒng)價格非常昂貴！有的廠家為降低成本，生產(chǎn)時會降低尿素濃度比例，加注后NOx排放不達標(biāo)，OBD系統(tǒng)就會出現(xiàn)故障，降低發(fā)動機功率，增加油耗！

   車用尿素作為純凈的尿素溶液，其折射率和濃度成非常好的線性關(guān)系，折射率隨濃度增大而增大，測量尿素溶液的折射率有助于進一步輔佐驗證車用尿素溶液的濃度和質(zhì)量。北京博芮思車用尿素濃度折射儀探頭可以直接快速安裝在尿素箱內(nèi)，通過導(dǎo)入車輛OBD系統(tǒng)，連續(xù)監(jiān)測尿素箱內(nèi)的尿素濃度，檢測數(shù)據(jù)實時傳送至行車電腦，方便追溯歷史數(shù)據(jù)；同時可避免加注不合格車用尿素及因尿素濃度波動等原因造成的NOx排放異常。測量范圍0-55%，分辨率0.1%,測量精度±0.2%，具備防水和自動溫度補償功能。非常適合安裝在柴油車尿素箱內(nèi)實時監(jiān)測車用尿素溶液的濃度，車用尿素濃度折射儀探頭為柴油車的SCR系統(tǒng)的良好運行保駕護航！