从2016年起，中国政府对重型柴油车的排放标准逐步升级，从国四升国五，从国五升国六。2017年9月1日起，中国开始实行重型柴油车的国六标准。据有关部门统计，目前有100万辆重型柴油车在运行。其中有100万辆采用了 SCR技术的车辆，SCR系统是在重型柴油车上安装的选择性催化还原（selective catalytic reduction，简称 SCR）装置。它的工作原理是在废气中加入催化剂，使有害气体转化成无害物质，从而降低氮氧化物的排放。

这一技术使重型柴油车尾气污染物排放大幅下降。

在重型柴油车上加装 SCR系统，不仅能有效地降低氮氧化物的排放，而且还可以节省柴油费用。

SCR （Selective Catalytic Reduction）系统，是在排气管末端安装催化剂，通过化学反应将 NOx还原为氮气和水的装置。其工作原理是，尿素（Nitric oxide, NU）与柴油中的氮、氧发生化学反应，生成氮气和水。SCR系统包括还原剂、催化剂和排气三部分。

目前世界上使用最广泛的 SCR系统是由美国 Derrick公司和 Dyneema公司开发的 SCR系统（图1），它的核心是催化剂。在 SCR系统中，尿素水溶液喷入尾气中，与 NOx反应生成氮气和水。与传统的催化器相比， SCR系统有以下几个优点：

1)降低 NOx浓度。氮氧化物的主要成分是 NO和NO2,尿素可以有效地抑制NO2在催化剂表面上发生还原反应，从而降低 NOx的浓度；

2)可以降低尾气中的氮氧化物浓度。氮氧化物在催化还原过程中，会与尿素分子结合形成氨（NH3）。由于NH3具有一定的毒性和腐蚀性，因此需要用尿素水溶液作为载体来把NH3从尿素溶液中分离出来；

3)降低氨逃逸。氨是一种有毒性的气体，但尿素水溶液可以起到缓冲作用，减少氨逃逸；

由于 SCR系统中尿素水溶液与 NOx反应生成氮气和水两个过程是同时进行的，因此在反应过程中不会产生氨气排放到空气中去，从而减少了对大气的污染；

SCR系统工作原理是，通过催化剂的催化作用，将 NOx （氮氧化物）还原为N2和H2O。其核心部件是催化剂，一般由铂、钯、铑、铜、镍等贵金属组成。主要由排气歧管（也有称排气歧管阀）、尿素喷射系统（也有称喷射泵）和尿素存储系统（也有称尿素储液罐）三大部分组成。

尿素在 SCR系统中起到重要作用，它与氮氧化物反应生成氮气和水，有效地降低了尾气中的氮氧化物浓度。其基本原理是将含氮量较高的尿素溶液与尾气中的 NOx进行氧化反应，使 NOx转化为N2和H2O。由于尿素在 SCR系统中与 NOx反应生成氮气和H2O，因此其可以使 NOx含量明显降低，也能有效地提高尾气排放标准。

SCR系统中尿素溶液的基本成分

SCR系统中的尿素溶液主要由尿素、水和添加剂组成。尿素是一种由氨和氯化钠或氯化铵等的水溶液组成的二元混合溶液，其中氨含量占45%，氯化钠占35%，氯化铵占15%。在 SCR系统中，尿素溶液首先与 NO反应生成N2和H2O，然后在催化剂的作用下被还原成N2和H2O。尿素在 SCR系统中主要起到一个催化剂的作用，它可以使 NOx转化成N2和H2O，同时又能将一部分 NOx还原成N2。

尿素是一种水溶性物质，不溶于水。与水以一定的比例混合后，尿素会形成具有一定粘度的液体。当温度升高时，它就会从液体变成气体；当温度降低时，它就会从气体变成液体。由于尿素具有这种特性，所以在 SCR系统中加入尿素溶液很重要。

SCR系统的工作原理及影响因素

SCR系统主要由排气歧管、尿素喷射系统和尿素储液罐三部分组成。其中，尿素喷射系统（也有称喷射泵）是将尿素溶液喷入排气歧管，尿素溶液与排气中的 NOx发生化学反应生成N2和H2O，随着尿素溶液喷入排气歧管的量不断增加，尾气中的 NOx含量也不断下降。

尿素作为 SCR系统中最重要的催化剂成分，在 SCR系统中起到了关键作用。影响尿素喷射的因素主要有：（1）喷射器结构设计；（2）尿素溶液温度；（3）进气温度；（4）发动机功率；（5）发动机转速；（6） SCR系统工作环境等。这些因素的变化都会对尿素喷射产生影响。

车用尿素是由尿素溶液与水在催化剂作用下，经过蒸发、分离、结晶和脱水等过程制造而成的。车用尿素具有以下特点：

（1）清洁环保：使用车用尿素可以有效减少尾气中 NOx的排放，使尾气达到国家排放标准。车用尿素的使用可以有效减少氮氧化物对环境的污染。

（2）提高安全性：由于车用尿素不含溶剂，所以它不会破坏车用尿素的分子结构，更不会影响发动机的正常运行，提高了车辆的安全性。

（3）节约能源：使用车用尿素可以有效节约柴油。按照现行标准，使用普通柴油可使车辆燃油率减少9%~10%，使用车用尿素可使车辆燃油率减少约30%。因此，在使用普通柴油的情况下，使用车用尿素可以减少油耗15%~20%。

（4）节省成本：普通柴油与车用尿素混合后可节省柴油约10%左右，但与普通柴油相比，使用车用尿素要节省燃料成本约30%左右。

（5）降低成本：由于可以节约大量燃油费用和车辆使用成本，所以在使用车用尿素后，就可以节约大量的柴油费用。另外，由于减少了柴油使用量和车辆燃油率等原因，就可以减少对发动机的维修保养次数和维修费用。

（6）改善发动机性能：在正常工作情况下，在 SCR系统中加入车用尿素溶液可以降低 NOx的排放浓度，减少尾气中 NOx的含量。当尾气中 NOx含量降低到一定程度后， SCR系统就可以将多余的 NOx转化为无害物质 NO。

随着国内重卡市场的不断成熟，车辆保有量的不断增加，重卡尿素消耗也在不断的增加。目前，我国尿素消耗量已经达到了1亿吨，且每年都在以3%-5%的速度增长。我国尿素消耗量的年平均增长率为9.9%，远远高于柴油消耗的年平均增长率5.9%。随着柴油车排放标准的升级，车用尿素市场需求量会越来越大，但其市场空间也会越来越大。

车用尿素作为一种重要的环保产品，在国际上已被广泛使用。车用尿素作为 SCR系统中唯一能够降低氮氧化物排放的重要零部件，其需求量正在逐年上升。据统计，2011年全球车用尿素产量为195.6万吨，而到了2012年增长到了228.8万吨。到2013年时，车用尿素市场规模达到了211亿元人民币。随着国内柴油车排放标准不断升级和 SCR技术在重卡领域的应用越来越广泛，车用尿素市场将会出现更大的发展空间。