车用尿素溶液的检验项目主要参考国际标准化组织ISO 22241-1:2006、日本标准JIS K 2247-1:2005及德国标准DIN 70070 :2005,并结合我市实际情况而确定。 ISO 22241-1和DIN 70070标准中要求检测尿素含量、密度、折光率、碱度、缩二脲、甲醛、不溶物、磷酸盐、钙、铬、铜、铁、钾、镁、钠、镍、锌、铝、红外定性共计19项指标。 JIS K 2247-1中要求检测尿素含量、碱度、碳酸盐、缩二脲、不溶物、甲醛、磷酸盐、钙、铁、铜、锌、铬、镍、镁、钠、钾、密度、折射率共计18项指标。 本规范主要参考ISO 22241-1和DIN 70070,并结合我国车用尿素溶液生产企业状况,初步确定了车用尿素溶液的检验项目为尿素含量、密度、折光率、碱度、缩二脲等项目 各检验项目的意义、限值、检验方法和相关验证如下。 (一)尿素含量 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较低(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图[5],经过试验验证(见表4)表明尿素溶液的浓度越接近32.5%时,其结晶点越低(见图5)。若车用尿素溶液在低于-11℃作业时,需采取保温措施。 图4 国外文献浓度与冰点的对应关系 图5 浓度与冰点的关系验证试验 图6 试样浓度变化趋势 已有对AUS 32的储存稳定性的研究表明:与敞开放置相比,密封放置的AUS 32经过一段时间,其浓度能够稳定在32.5%左右(见图6)。 综上所述,选用32.5%作为车用尿素溶液的浓度,且应密闭保存。 拟订方法参照采用GB/T696化学试剂尿素中尿素含量的测定方法,该方法是样品经处理后,转换成六次甲基四胺盐和氢离子后用碱滴定。ISO 22241-2方法中需要氮素测定仪,该仪器在国内尿素生产企业中很少使用,而较多用化学分析方法测定尿素含量。正如前文所述,车用尿素的浓度直接关系SCR的还原效率,而且与结晶点密切相关,因此控制车用尿素溶液的浓度是关键。按照32.5%的车用尿素溶液±0.7%的幅度,本标准规定尿素浓度范围为31.8%-33.2%,与ISO22241-1:2006和DIN 70070:2005一致。