[發(fā)明專利]一種車用尿素還原劑溶液

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810409205.3
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108619907A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 柳嘉澍;夏浩喻;王聰;唐宋元;任曉乾
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B01D53/94
• 分類號: B01D53/94;B01D53/56
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 萬婧

本發(fā)明公開了一種車用尿素還原劑溶液，屬于廢氣處理領(lǐng)域，尿素還原劑溶液由以下質(zhì)量分數(shù)的原料配制而成：20?28％尿素、10％?25％C₃以下的小分子酰胺、1％?5％甘氨酸、0％?10％碳酸氫銨或碳酸銨和用于平衡總質(zhì)量分數(shù)的35％?68％的超純水。本發(fā)明提供了一種凝固點在?24℃～?28℃間的車用尿素溶液。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于廢氣處理領(lǐng)域，涉及一種柴油機尾氣處理還原劑的配方。

背景技術(shù)

當下，環(huán)境污染是一個重大的社會問題，并有愈演愈烈之勢，人們在享受科技進步帶來的福利的同時，也不得不承受工業(yè)化對環(huán)境的破壞。各類環(huán)境污染中最與人們生活息息相關(guān)的就是大氣污染了，而在造成大氣污染的諸多原因中，各類車輛尾氣的污染占據(jù)了不小的一部分。載重貨車、大中客車、火車機車等大型車輛均是柴油機動力為主。柴油機相比汽油機，具有效率高、動力強勁等諸多優(yōu)勢，但是不可否認的一點是，柴油燃燒造成的污染比汽油機更為嚴重，柴油機的排放物最關(guān)鍵的是NO_x和PM，處理微粒主要靠微粒捕集器(DPF)，NO_x則主要靠催化還原(SCR)。SCR技術(shù)路線是在尾氣后處理過程中，依托還原劑對NO_x進行選擇性催化還原，降低NO_x排放，從而滿足國V排放法規(guī)對于NOx的限制。

使用尿素處理NO_x的方法，被稱為USCR(Urea Seletive Catalytic Reduction)，其特征是具有極強的催化選擇性，還原劑能夠高效、專一的與NO_x進行反應(yīng)，成本相對低廉，廣為主流柴油車廠商采用。通常來說，使用尿素水溶液作為尾氣后處理還原劑更為方便，尿素水溶液在300℃以上會與氮氧化物反應(yīng)產(chǎn)生NH₃，利用產(chǎn)生的NH₃與氮氧化物反應(yīng)，生成無害氣體后排入大氣。

目前，常規(guī)的車用尿素溶液是指執(zhí)行國家標準《GB 29518-2013柴油發(fā)動機氮氧化物還原劑尿素水溶液(AUS 32)》的一種特定濃度尿素溶液，尿素質(zhì)量分數(shù)為31.8％～33.2％，溶劑為超純水，其凝固點約在-11℃左右，這意味著使用SCR技術(shù)的車輛冬季向北不能跑過山海關(guān)。傳統(tǒng)解決方法，是在傳統(tǒng)車用尿素系統(tǒng)附加防凍液循環(huán)加熱或電加熱的系統(tǒng)及保溫系統(tǒng)，增加了加熱管回路、溫度傳感器、保溫層等一系列附加零件，不僅每車增加了數(shù)千元的成本，無疑也增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，間接提高了故障率。此外，冬天發(fā)動時需要發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)一段時間，加熱發(fā)動機冷卻液以熔化結(jié)冰的尿素溶液。根據(jù)2014年寶馬公司的一份測試數(shù)據(jù)顯示，溶液箱溫度為-12℃時，某型車輛臨時停車30分鐘后再次啟動需要預(yù)熱25分鐘，此段加熱時間造成的氮氧化物排放比正常工況高出兩個數(shù)量級，這無疑與SCR系統(tǒng)降低氮氧化物排放量的初衷背道而馳。因此，開發(fā)能在低溫下保持液相的車用尿素溶液勢在必行。

專利CN102213126A采用低分子醇、甲酸銨等添加劑，在實際應(yīng)用中已經(jīng)暴露出熱分解產(chǎn)物腐蝕排氣管的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)下車用尿素溶液凝固點高的缺點，提供了一種凝固點在-24℃～-28℃間的車用尿素溶液。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，尿素還原劑溶液由以下質(zhì)量分數(shù)的原料配制而成：20-28％尿素、10％-25％C₃以下的小分子酰胺、1％-5％甘氨酸、0％-10％碳酸氫銨或碳酸銨和用于平衡總質(zhì)量分數(shù)的35％-68％的超純水。

優(yōu)選地，一種尿素還原劑溶液配方，按重量百分比計由以下原料制成：25％尿素、20％甲酰胺，3％甘氨酸，7％碳酸氫銨，45％超純水。

本發(fā)明所述的低溫型車用尿素溶液較現(xiàn)有技術(shù)的凝固點更低，可以在柴油冷濾溫度下使用而無需加熱，適于在我國寒冷地區(qū)的冬季使用，具有很高的實用價值。與此同時，本溶液各項添加劑均為含負氧化態(tài)氮的有機物，其高溫分解產(chǎn)物清潔無污染，并能與尾氣中的NO_x發(fā)生歸中反應(yīng)，間接提高了車用尿素溶液的使用性能。