[發明專利]用于車用尿素溶液的復合添加劑

無效

• 申請號: 201410341756.2
• 申請日: 2014-07-17
• 公開（公告）號: CN104226093A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 趙根華
• 申請（專利權）人: 趙根華
• 主分類號: B01D53/56
• 分類號: B01D53/56;B01D53/94
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 劉美甜

技術領域

本發明涉及車用尿素溶液領域，特別是涉及一種能提高NH₃轉化效率的車用尿素溶液的復合添加劑。

背景技術

汽車(尤其是柴油車)尾氣排放已成為主要的大氣污染源之一，氮氧化物(NO_x)是汽車尾氣的主要成份。NO_x需要尾氣處理裝置來控制，如：稀薄氮氧化物吸附技術(LNT)，選擇性催化還原技術(SCR)，氧化催化轉化器技術(DOC)，廢氣再循環+顆粒捕集器技術(EGR+DPF)等，SCR系統被廣泛應用于重型柴油機車的尾氣處理。

SCR技術是通過強化發動機機內燃燒來降低顆粒物(PM)的生成，然后利用尿素溶液對NO_X在SCR催化器上進行催化還原。SCR選擇性催化還原系統包括了尿素溶液供應系統、尿素溶液噴射及控制系統、SCR選擇催化還原系統等3個部分。尿素溶液存放于車載的專門儲存罐內，用泵將尿素溶液噴射向熱的發動機尾氣(約200～500℃，滿足還原反應條件)。在高溫下，尿素溶液氣化后分解產生NH₃，在催化劑作用下，NH₃與尾氣中的NO_X反應，生成無害的H₂O和N₂。

然而由于尿素分散性差，分解不完全，尿素分解為NH₃過程中的中間產物異氰酸(HNCO)易于溶液中尿素或縮二脲反應，生成難以分解三聚氰酸，在更高溫度下，三聚氰酸進一步縮合成三聚氰胺。未分解的尿素、三聚氰酸和三聚氰胺等沉積物附著在尾氣管道、混合器及SCR催化劑上，改變了原有氣體流場，又造成沉積物的進一步聚集，導致SCR系統堵塞。SCR系統堵塞會直接導致汽車油耗增大，尾氣排放惡化，嚴重時會造成發動機損壞。因此，如何避免這些沉積物生成，成為SCR系統迫切需要解決的關鍵問題。

發明內容

為了解決現有尿素溶液中尿素分散性差，霧化尺寸較大且不均勻，易于在SCR系統中產生沉積物，導致SCR系統堵塞的問題，本發明提供了一種用于尿素溶液的復合添加劑，可明顯改善尿素在尿素溶液中的分散性，減小霧化尺寸，提高NH₃轉化效率，從而避免SCR系統堵塞。

為此，本發明的技術方案如下：

一種用于車用尿素溶液的復合添加劑，包括一種或幾種以任意比混合的Gemini表面活性劑；所述Gemini表面活性劑的結構式為

或者

或者

或者

其中：x＝1～6，m＝3～20，n＝2～18。

所述Gemini表面活性劑在所述車用尿素溶液中的含量為10～5000ppm。

所述復合添加劑還包含助表面活性劑或抗泡劑。

所述復合添加劑還包含助表面活性劑和抗泡劑。

所述助表面活性劑為直鏈醇聚氧乙烯醚、支鏈醇聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚中的任意一種或者任意幾種以任意比的混合物。

所述抗泡劑為二甲基硅油或者C₂～C₈的醇中的任意一種醇或者任意幾種醇以任意比的混合物。

所述助表面活性劑的在所述車用尿素溶液中的含量為100～10000ppm。

所述抗泡劑在所述車用尿素溶液中的含量0.1～20wt％。

本發明提供的用于車用尿素溶液的復合添加劑，該添加劑主要功能成分為結構式如上所述的Gemini表面活性劑，該表面活性劑具有聚氧乙烯基團，其端羥基能在彼此之間及與水溶液之間形成氫鍵，使得含羥基分子離子頭基之間距離更為緊密，因而在車用尿素溶液中添加所述Gemini表面活性劑后可大幅改善尿素的分散性，；而助表面活性劑的作用是在Gemini表面活性劑存在的條件下進一步提高尿素溶液中尿素的分散性；抗泡劑的作用是消除有表面活性劑存在時，溶液產生的大量氣泡。

在車用尿素溶液中添加本發明提供的復合添加劑后，可有效減小SCR裝置噴霧液滴的平均直徑，提高霧化效果，增大尿素與空氣的接觸面積，從而提高NH₃轉化效率。從一定程度上減少了車用尿素溶液使用量，并能防止縮二脲、三聚氰酸和三聚氰胺等沉積物的產生，避免SCR系統堵塞。

具體實施方式

以下結合實施例對本發明的技術方案進行詳細描述。

實施例1