开卡车加尿素到底有什么用?撒泡尿可以代替吗?

众所周知,尿素是一种化肥,但现在开卡车也要加尿素。据澳大利亚广播公司(ABC)报道“来自中国的车用尿素供应已经枯竭”,澳大利亚面临车用尿素严重短缺,如果进口不到足够多尿素,许多卡车都得趴窝。实际上这种情况韩国也遇到过,后来是向中国采购了一批尿素才解了燃眉之急。

有朋友问,汽车不是烧油的么?又不是种庄稼,为什么还要尿素,我撒泡尿行不行?

工程车辆排出大量废气

开车的朋友都知道,柴油机马力大,许多重型卡车、工程机械、发电机、燃油火车和船舶都烧柴油。理想状态下,柴油完全燃烧后排放出来氮气、氧气、氧化碳、水和少量氮氧化物。但是柴油里本身就含有许多种杂质,并且在发动机里常常不能充分燃烧,它还会向空气中排放烟尘和多达几十种有害化学物质,柴油机的尾气因此被标为“第1类致癌物”。

汽车尾气

随着各国对排放标准的一步步收紧,柴油机和汽车制造企业也在想办法控制汽车废气排放。在大多数最新排放标准中,对柴油车氮氧化物的排放要求限制在0.2g/km以下,并且所有车辆强制安装车载诊断系统(OBD)。

汽车排放的氮氧化物包括一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2),这两种气体是光化学烟雾和酸雨的元凶之一,同时也会减少对流层里的臭氧,从而使我们遭受更多太阳紫外线照射。

为了除掉汽车尾气里的氮氧化物,科学家们想到了尿素。

尿素是我们常见的一种化肥,它为农作物提供关键的营养元素:氮(N)。尿素在土壤中分解,产生铵离子(NH4+),有一些铵会被细菌分解产生硝酸盐,这些都容易被植物吸收。当然,作为化肥使用的尿素经过了改性处理,使它缓慢地释放到土壤中,以避免浪费和减少对周边水源造成污染。

农用尿素

当尿素受热,它会分解成氨气(NH3)和异氰酸(HNCO):

(NH2)2CO → NH3 + HNCO

异氰酸与热的水蒸气又会发生化学反应,生成氨气和二氧化碳(CO2):

HNCO + H2O → CO2 + NH3

所以,当尿素水溶液在高温状态下会发生这样的化学反应:

(NH2)2CO + H2O → 2 NH3 + CO2

接着,在氧气和催化剂的共同作用下,尿素分解产生的氨气会与排气管里的一氧化氮和二氧化氮发生化学反应,产生氮气和水:

4 NO + 4 NH3 + O2 → 4 N2 + 6 H2O

6 NO2 + 8 NH3 → 7 N2 + 12 H2O

上面这整个过程被称为选择性催化还原反应(SCR),这个过程最终产生的氮气和水都无害,因此尿素在减少污染物排放上立了一大功!

汽车SCR系统

有人说了,没有尿素,我就不加嘛!尿素罐子里灌上自来水,车照样开。

真是这样吗?很抱歉,你的损招儿人家早就想到了,并且加上了预防措施。在汽车的排气系统中有一系列的传感器来监测尿素溶液的浓度以及排放物中有害气体的浓度,假设你在车用尿素上动手脚,传感器探测到浓度值不对,会自动限制发动机的扭力输出,甚至你干脆就打不着火。即便车能开动,它对SCR系统的伤害也挺大,到时候修车又是一大笔开支。

澳大利亚卡车

灌自来水不行,撒泡尿可以代替尿素吗?

尿里边确实有尿素,它是哺乳动物尿液中最主要的含氮物质。人的肝脏将两个氨分子与二氧化碳分子结合生成尿素,再通过尿液将有毒的氨排出体外。

人尿液中大约91~96%都是水,其余的大致有无机盐、尿素、有机化合物和有机铵盐等等。以每个成年人每天平均尿1.4升计算,其中固体物质含量约59克,尿素又占其中大约50%。这么算起来,人体尿液中尿素含量只有2~4%,比车用尿素32.5%的标准浓度差了10倍。很显然,靠尿尿解决不了尿素短缺的问题。

撒尿能解决澳大利亚尿素短缺?

更严重的是,尿液中的盐和其它固体物会堵塞SCR反应器中催化剂细密的小孔,一旦小孔被堵住,SCR损坏,修理又是一大笔钱,得不偿失。

所以,即便柴油车都带着尿素罐子,也千万不要自作聪明往里边尿尿。