CN104607041B - 一种超低温车用尿素溶液 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超低温车用尿素溶液，由以下重量份的原料制成：75wt%尿素溶液27‑31份、甲酸铵20‑25份、丙二醇10‑15份、高纯水34‑40份。本发明超低温尿素溶液组成简单，制备方便，超低温尿素溶液的冰点低于‑45℃，适用于北方寒区冬季使用，具有很高的实用价值。
Description
技术领域
本发明属于汽车尾气处理溶液技术领域，具体涉及一种超低温车用尿素溶液。
背景技术
随着我国汽车保有量不断增加，汽车排放的氮氧化物和颗粒物对人类健康及大气环境的危害已引起了高度的关注。据报道，世界各国都致力于减少这两项排放物的研究，就我国而言，已经实施的“国Ⅳ”排放标准意味着汽车尾气的排放必须采用更为先进的技术。大量实验研究表明，选择性催化还原技术（SCR）是最适合柴油车的“国Ⅳ”排放解决方案，而这项技术必须利用尿素溶液对尾气中的NOX进行处理，因而车用尿素溶液成了“国Ⅳ”排放解决方案的必备产品。尿素SCR技术通过向排气管中喷入一定量的尿素水溶液，尿素再经过蒸发、热解和水解过程得到还原剂NH3，NH3在催化剂的作用下选择性的将NOx还原为N2，从而实现降低NOX 的排放。如果不装载柴油机尾气处理液、或纯度不够、或质量伪劣，都会发生车辆发动机自动减速。同时，质量伪劣的柴油机尾气处理液会污染SCR 催化反应罐中的催化剂，造成严重后果。
目前，传统的车用尿素冰点均在-11℃左右，这意味着使用SCR 技术的车辆冬季向北不能跑过山海关，这对于交通如此发达的今天显然是不可容忍的。解决传统车用尿素存在问题的方法，一般都是在传统车用尿素***附加防冻液循环加热或电加热的***以及保温***，即增加了加热管回路、温度传感器、保温层等附加零件，不仅每车增加了约1200 元的成本，无疑也增加了***的复杂性，故障率高，此外，冬天起车时需要车辆空转一定时间，等发动机冷却液的温度上升之后，依靠循环冷却液来融化已经结冰的尿素等缺点。因此，开发低冰点车用尿素溶液势在必行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超低温车用尿素溶液。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种超低温车用尿素溶液，由以下重量份的原料制成：75wt%尿素溶液27-31份、甲酸铵20-25份、丙二醇10-15份、高纯水34-40份。
所述超低温车用尿素溶液的制备方法：将75wt%尿素溶液、甲酸铵、丙二醇和高纯水按比例混合，搅拌全溶后经0.2-0.5μm的滤膜过滤即得。较好的，搅拌温度为室温。
本发明中75wt%尿素溶液是闪蒸之后的尿液，要对整个尿液生产工艺进行严格控制，保证尿液纯度，用尿液作为原料与颗粒尿素相比，节省了蒸发和造粒工艺，成本较低，且缩二脲的含量低；甲酸铵其储存化学性质稳定，分子式为NH4HCOO，有效元素N 含量为21.67％，在180 ℃下分解成NH3和HCOOH/CO+H2O，可以用来部分替代尿素的能释放出NH3的前驱体成分，能在发动机排气温度范围内正常分解而不留残余物 ；丙二醇，无毒，沸点187.3℃，能与水、乙醇、***、氯仿、丙酮等多种溶剂混溶，防冻效果好，稳定性高；高纯水的纯度较高，水中的微量有机物、氯离子以及金属离子都是SCR 后处理催化剂的危害物，此高纯水水质电导率＜0.06μs/cm。
较好的，甲酸铵和丙二醇的纯度均为分析纯。
本发明超低温尿素溶液组成简单，制备方便，超低温尿素溶液的冰点低于-45℃，适用于北方寒区冬季使用，具有很高的实用价值。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明，但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例1
选取75wt%尿素溶液27份、分析纯的甲酸铵25份、分析纯的丙二醇12份、高纯水36份；室温（25℃）搅拌至全溶后，经孔径为0.5μm的滤膜过滤后，即为本发明的超低温车用尿素溶液。经测定，超低温车用尿素溶液冰点-45℃，无味，外观清澈透明，密度为1.089g/cm3，缩二脲含量0. 02％，杂质元素含量均符合标准要求，塑料相容性满足要求；室温（25℃）储存48h 后，外观、气味无感官可察觉的变化，性能指标检测均合格。
在排量为8.6 升的柴油发动机台架上进行ESC 工况测试，本发明的超低温车用尿素溶液在额定喷量下，经过SCR 后处理器处理后，NOX排放能达到国4要求。
实施例2
选取75wt%尿素溶液28份、分析纯的甲酸铵24份、分析纯的丙二醇14份、高纯水34份；室温（28℃）搅拌至全溶后，经孔径为0.5μm的滤膜过滤后，即为本发明的超低温车用尿素溶液。经测定，超低温车用尿素溶液冰点-47℃，无味，外观清澈透明，密度为1.091g/cm3，缩二脲含量0. 02％，杂质元素含量均符合标准要求，塑料相容性满足要求；室温（28℃）储存48h 后，外观、气味无感官可察觉的变化，性能指标检测均合格。
在排量为8.6 升的柴油发动机台架上进行ESC 工况测试，本发明的超低温车用尿素溶液在额定喷量下，经过SCR 后处理器处理后，NOX排放能达到国4要求。
实施例3
选取75wt%尿素溶液30份、分析纯的甲酸铵21份、分析纯的丙二醇13份、高纯水36份；室温（23℃）搅拌至全溶后，经孔径为0.2μm的滤膜过滤后，即为本发明的超低温车用尿素溶液。经测定，超低温车用尿素溶液冰点-50℃，无味，外观清澈透明，密度为1.090g/cm3，缩二脲含量0. 02％，杂质元素含量均符合标准要求，塑料相容性满足要求；室温（23℃）储存48h 后，外观、气味无感官可察觉的变化，性能指标检测均合格。
在排量为8.6 升的柴油发动机台架上进行ESC 工况测试，本发明的超低温车用尿素溶液在额定喷量下，经过SCR 后处理器处理后，NOX排放能达到国4要求。
实施例4
选取75wt%尿素溶液31份、分析纯的甲酸铵20份、分析纯的丙二醇10份、高纯水39份；室温（25℃）搅拌至全溶后，经孔径为0.3μm的滤膜过滤后，即为本发明的超低温车用尿素溶液。经测定，超低温车用尿素溶液冰点-46℃，无味，外观清澈透明，密度为1.088g/cm3，缩二脲含量0. 03％，杂质元素含量均符合标准要求，塑料相容性满足要求；室温（25℃）储存48h 后，外观、气味无感官可察觉的变化，性能指标检测均合格。
在排量为8.6 升的柴油发动机台架上进行ESC 工况测试，本发明的超低温车用尿素溶液在额定喷量下，经过SCR 后处理器处理后，NOX排放能达到国4要求。
Claims (6)
1.一种超低温车用尿素溶液，其特征在于，由以下重量份的原料制成：75wt% 尿素溶液27~31 份、甲酸铵20~25 份、丙二醇10~15 份、高纯水34~40 份。
2.如权利要求1所述超低温车用尿素溶液，其特征在于，由以下重量份的原料制成：75wt% 尿素溶液27 份、甲酸铵25 份、丙二醇12 份、高纯水36份。
3.如权利要求1所述超低温车用尿素溶液，其特征在于，由以下重量份的原料制成：75wt% 尿素溶液28份、甲酸铵24份、丙二醇14份、高纯水34份。
4.如权利要求1所述超低温车用尿素溶液，其特征在于，由以下重量份的原料制成：75wt% 尿素溶液30份、甲酸铵21份、丙二醇13份、高纯水36份。
5.如权利要求1所述超低温车用尿素溶液，其特征在于，由以下重量份的原料制成：75wt% 尿素溶液31份、甲酸铵20份、丙二醇10份、高纯水39份。
6.权利要求1~5任一项所述的超低温车用尿素溶液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将75wt% 尿素溶液、甲酸铵、丙二醇和高纯水混合均匀后经0.2~0.5μm 的滤膜过滤即得。
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