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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410764593.9(22)申请日 2014.12.12F01N 3/28(2006.01)F01N 3/20(2006.01)(71)申请人 李可文地址 510060 广东省广州市越秀区先烈南路23 号华泰宾馆迎宾楼 307(72)发明人 李可文(54) 发明名称一种柴油机尾气还原剂,该还原剂的应用及制备方法(57) 摘要本发明提供的一种柴油机尾气还原剂与应用,以及该柴油机尾气还原剂的制备方法。所述柴油机尾气还原剂主要由以下成分组成:尿素、高纯水及乙醚 ;其中,尿素浓度为 31.8-33.3wt,乙醚浓度为0.05-0.8wt;。
2、所述柴油机尾气中氮氧化合物在230以上转化效率大于或等于96。相较现有技术,上述的柴油机尾气还原剂,添加了适量的乙醚,不仅提高了尾气中氮氧化合物的转化效率,同时降低了转化温度,扩大了适用的工况,降低了汽车尾气的排放。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书8页(10)申请公布号 CN 104500185 A(43)申请公布日 2015.04.08CN 104500185 A1/2 页21.一种柴油机尾气还原剂,其特征在于,主要由以下成分组成 :尿素、高纯水、及乙醚 ;其中,所述尾气还原剂中尿素浓度为 31.8-33.3wt,乙醚浓度为。
3、 0.05-0.8wt ;所述尾气还原剂对柴油机尾气中氮氧化合物在 230以上的转化效率大于或等于 96。2.根据权利要求1所述的柴油机尾气还原剂,其特征在于 :所述尿素浓度为31.8wt,乙醚浓度为 0.05-0.8wt ;或所述尿素浓度为 32wt,乙醚浓度为 0.05-0.8wt ;或所述尿素浓度为 32.5wt,乙醚浓度为 0.05-0.8wt ;或所述尿素浓度为 33wt,乙醚浓度为0.05-0.8wt ;或所述尿素浓度为 33.3wt,乙醚浓度为 0.05-0.8wt。3.根据权利要求 1 所述的柴油机尾气还原剂,其特征在于 :所述尿素及乙醚的浓度为下表中的一种 :4.根据权利要求。
4、 1 所述的柴油机尾气还原剂,其特征在于 :该柴油机尾气还原剂的金属离子含量为 :钠0.5/;镁0.5/;铝0.5/;钾0.5/;钙0.5/;铬0.2/;铁0.5/;镍0.2/;铜0.2/;锌 0.2 / 。5.根据权利要求 1 所述的柴油机尾气还原剂,其特征在于 :该柴油机尾气还原剂的醛类 ( 以 HCHO 计 ) 3 / ,缩二脲的含量 0.3wt。6.根据权利要求1所述的柴油机尾气还原剂,其特征在于:所述纯水的电阻率为15-17Mcm。7.一种如权利要求 1-6 任意一项所述的柴油机尾气还原剂的应用,其特征在于 :其应用于使用柴油机的交通工具。权 利 要 求 书CN 104500185 。
5、A2/2 页38.根据权利要求 7 所述的柴油机尾气还原剂的应用,其特征在于 :所述交通工具为公交车、客车及小轿车或者轮船。9.一种如权利要求 1-6 任意一项所述的柴油机尾气还原剂的制备方法,包括以下步骤:取尿素合成反应液、去除其中的未转化物氨和二氧化碳,或者采用工业尿素进行重结晶一次及以上,所述重结晶过程为 :将工业尿素溶于温度为 70-75的水,并制成饱和溶液,用活性炭吸附,热过滤后、冷却结晶、干燥制得高纯尿素 ;加入高纯水 ;加入乙醚 ;使尿素浓度为 31.8-33.3wt,乙醚浓度为 0.05-0.8wt。10.根据权利要求 9 所述的柴油机尾气还原剂的制备方法,其特征在于 :所述尿。
6、素及乙醚的浓度为下表中的一种 :;所述还原剂的金属离子含量为 :钠0.5/;镁0.5/;铝0.5/;钾0.5/;钙0.5/;铬0.2/;铁0.5/;镍0.2/;铜0.2/;锌 0.2 / 。权 利 要 求 书CN 104500185 A1/8 页4一种柴油机尾气还原剂,该还原剂的应用及制备方法技术领域0001 本发明涉及一种发动机尾气还原剂,尤其涉及一种柴油机尾气还原剂,该还原剂的应用及制备方法。背景技术0002 柴油发动机汽车与汽油机汽车相比,动力性能好,热效率高,节省燃油,温室气体排放较低 ;但柴油汽车尾气排放中氮氧化物与颗粒物较汽油机高。为了降低柴油汽车尾气排放中的氮氧化物和颗粒物,特别。
7、是美国和欧洲关于汽车氮氧化物NOx和微粒PM的排放达标方面将强制性地实施一些更严厉的规格,例如,欧 5 和欧 6 排放标,汽车生产商采用了一种选择性催化还原 (Selective Catalytic Reduction,SCR) 技术处理柴油车尾气,使之达到排放标准。0003 现有的还原剂通常采用尿素,经喷射雾化后与柴油机的尾气相混合,在催化剂的作用下,在温度范围 (315-400 ) 发生氧化还原反应,从而生成 N2和水。通过上述可以很大程度上满足现有汽车排放标准的要求,然而在发动机温度较低时,仍难以满足排放要求。发明内容0004 鉴于以上所述,本发明有必要提供一种适用低温的柴油机尾气还原剂。
8、。0005 还有必要提供一种上述还原的应用。0006 此外,还有必要提供上述还原剂的制备方法。0007 一种柴油机尾气还原剂,主要由以下成分组成 :0008 尿素、高纯水、及乙醚 ;0009 其中,所述柴油机尾气还原剂中尿素浓度为31.8-33.3wt,乙醚浓度为0.05-0.8wt ;所述柴油机尾气中氮氧化合物在 230以上转化效率大于或等于 96。0010 本发明的较佳实施例中,所述尿素浓度为31.8wt,乙醚浓度为0.05-0.8wt;或所述尿素浓度为 32wt,乙醚浓度为 0.05-0.8wt ;或所述尿素浓度为 32.5wt,乙醚浓度为 0.05-0.8wt ;或所述尿素浓度为 33。
9、wt,乙醚浓度为 0.05-0.8wt ;或所述尿素浓度为 33.3wt,乙醚浓度为 0.05-0.8wt。0011 本发明的较佳实施例中,所述尿素及乙醚的浓度为下表中的一种 :0012 0013 说 明 书CN 104500185 A2/8 页50014 本发明的较佳实施例中,该柴油机尾气还原剂的金属离子含量为 :0015 钠0.5/;0016 镁0.5/;0017 铝0.5/;0018 钾0.5/;0019 钙0.5/;0020 铬0.2/;0021 铁0.5/;0022 镍0.2/;0023 铜0.2/;0024 锌 0.2 / 。0025 本发明的较佳实施例中,该柴油机尾气还原剂的醛类。
10、 ( 以 HCHO 计 ) 9 / ,缩二脲的含量 0.3wt。0026 本发明的较佳实施例中,所述高纯水电阻率为 15-17Mcm。0027 本发明的较佳实施例中,其应用于使用柴油机的交通工具。0028 本发明的较佳实施例中,所述交通工具为公交车、客车及小轿车或者轮船。0029 一种柴油机尾气还原剂的制备方法,包括以下步骤 :0030 取尿素合成反应液、去除其中的未转化物氨和二氧化碳,或者采用工业尿素进行重结晶一次及以上,所述重结晶过程为 :将工业尿素溶于温度为 70-75的水,并制成饱和溶液,用活性炭吸附,热过滤后、冷却结晶、干燥制得高纯尿素 ;0031 加入高纯水 ;0032 加入乙醚 。
11、;0033 使尿素浓度为 31.8-33.3wt,乙醚浓度为 0.05-0.8wt。0034 本发明的较佳实施例中,所述尿素及乙醚的浓度为下表中的一种 :0035 说 明 书CN 104500185 A3/8 页60036 ;所述还原剂的金属离子含量为 :0037 钠0.5/;0038 镁0.5/;0039 铝0.5/;0040 钾0.5/;0041 钙0.5/;0042 铬0.2/;0043 铁0.5/;0044 镍0.2/;0045 铜0.2/;0046 锌 0.2 / 。0047 本发明较佳实施例的柴油机尾气还原剂,添加了适量的乙醚,不仅提高了氮氧化合物的转化效率,同时降低了转化温度,扩。
12、大了适用的工况,降低了汽车尾气的排放。具体实施方式0048 本发明的柴油机用还原剂及其制备方法不限于以下实施例限定的具体数值限制,以下的说明仅为了使本领域技术人员了解本技术如何实现。0049 本发明较佳实施例的柴油机尾气还原剂,主要由以下成分组成 :0050 尿素、高纯水、及乙醚 ;0051 其中,尿素浓度为 31.8-33.3wt,乙醚浓度为 0.05-0.8wt。0052 所述柴油机尾气还原剂中,金属离子含量为 :0053 钠0.5/;0054 镁0.5/;0055 铝0.5/;0056 钾0.5/;0057 钙0.5/;0058 铬0.2/;0059 铁0.5/;0060 镍0.2/;说。
13、 明 书CN 104500185 A4/8 页70061 铜0.2/;0062 锌 0.2 / 。0063 上述的柴油机尾气还原剂通过以下方法制得 :0064 取尿素合成反应液,去除其中的未转化物氨和二氧化碳,使氨浓度 0.35wt,得到尿素浓度为 70-85wt ;将所述高纯尿素液和电阻率为 15-17Mcm 的高纯水调配,然后进行过滤,即得尿素浓度为 35-63wt的尿素溶液 ;0065 所述高纯尿素还可通过将工业尿素提纯、去除缩二脲等杂质后,溶于高纯水得到;0066 在上述尿素溶液中加入适量乙醚,再加入高纯水,使尿素浓度为 31.8-33.3wt,乙醚的浓度为 0.05-0.8wt。00。
14、67 以下结合具体实施例对本发明柴油机尾气还原剂及其制备方法作进一步的描述。具体实施方式中的具体实施例为进一步详细说明本发明,非限定本发明的保护范围。0068 本发明各实施例各物质检测方法采用如下方式测得 :0069 氨浓度的检测方法采用 ISO 22241-2 :2006 ;0070 尿素浓度的检测方法采用 ISO 22241-2 :2006 ;0071 电阻率的检测方法采用 SL78-1994 ;0072 缩二脲含量的检测方法采用 ISO 22241-2 :2006 ;0073 氮氧化合物转化按照 HJ 451-2008环境保护产品技术要求柴油车排气后处理装置的方法进行测试。0074 实施。
15、例 10075 取尿素合成反应液1000L,去除其中的未转化物氨和二氧化碳,加入电阻率为15cm 的高纯水调配,然后进行过滤,得尿素溶液。0076 加入乙醚至上述尿素溶液中并搅拌均匀。0077 加入电阻率为 15cm 的高纯水,使最终溶液中尿素浓度为 31.8wt,乙醚浓度为 0.05wt。0078 按照 HJ 451-2008环境保护产品技术要求柴油车排气后处理装置的方法进行测试,290即可达到氮氧化合物转化率高达 97。0079 本实施例的对照试验,采用了尿素浓度为 31.8wt未添加乙醚的还原剂,330即可达到氮氧化合物转化率高达 94。0080 实施例 20081 取尿素合成反应液10。
16、00L,去除其中的未转化物氨和二氧化碳,加入电阻率为15cm 的高纯水调配,然后进行过滤,得尿素溶液。0082 加入乙醚并搅拌均匀。0083 加入电阻率为 15cm 的高纯水,使最终溶液中尿素浓度为 31.8wt,乙醚的浓度为 0.1wt。0084 按照 HJ 451-2008环境保护产品技术要求柴油车排气后处理装置的方法进行测试,278即可达到氮氧化合物转化率高达 96。0085 本实施例的对照试验,采用了尿素浓度为 31.8wt未添加乙醚的还原剂,330即可达到氮氧化合物转化率高达 94。说 明 书CN 104500185 A5/8 页80086 实施例 30087 取尿素合成反应液100。
17、0L,去除其中的未转化物氨和二氧化碳,加入电阻率为15cm 的高纯水调配,然后进行过滤,得尿素溶液。0088 加入乙醚并搅拌均匀。0089 加入电阻率为 15cm 的高纯水,使最终溶液中尿素浓度为 32wt,乙醚的浓度为 0.7wt。0090 按照 HJ 451-2008环境保护产品技术要求柴油车排气后处理装置的方法进行测试,236即可达到氮氧化合物转化率高达 96。0091 本实施例的对照试验,采用了尿素浓度为 32wt未添加乙醚的还原剂,330即可达到氮氧化合物转化率高达 94。0092 实施例 40093 取尿素合成反应液1000L,去除其中的未转化物氨和二氧化碳,加入电阻率为15cm 。
18、的高纯水调配,然后进行过滤,得尿素溶液。0094 加入乙醚并搅拌均匀。0095 加入电阻率为 15cm 的高纯水,使最终溶液中尿素浓度为 32.5wt,乙醚的浓度为 0.3wt。0096 按照 HJ 451-2008环境保护产品技术要求柴油车排气后处理装置的方法进行测试, 260即可达到氮氧化合物转化率高达 98。0097 本实施例的对照试验,采用了尿素浓度为 32.5wt未添加乙醚的还原剂,320即可达到氮氧化合物转化率高达 95。0098 实施例 50099 取尿素合成反应液1000L,去除其中的未转化物氨和二氧化碳,加入电阻率为15cm 的高纯水调配,然后进行过滤,得尿素溶液。0100 。
19、加入乙醚并搅拌均匀。0101 加入电阻率为 15cm 的高纯水,使最终溶液中尿素浓度为 32.5wt,乙醚的浓度为 0.5wt。0102 按照 HJ 451-2008环境保护产品技术要求柴油车排气后处理装置的方法进行测试,250即可达到氮氧化合物转化率高达 98。0103 本实施例的对照试验,采用了尿素浓度为 32.5wt未添加乙醚的还原剂,320即可达到氮氧化合物转化率高达 95。0104 实施例 60105 取尿素合成反应液1000L,去除其中的未转化物氨和二氧化碳,加入电阻率为15cm 的高纯水调配,然后进行过滤,得尿素溶液。0106 加入乙醚并搅拌均匀。0107 加入电阻率为 15cm。
20、 的高纯水,使最终溶液中尿素浓度为 32.5wt,乙醚的浓度为 0.65wt。0108 按照 HJ 451-2008环境保护产品技术要求柴油车排气后处理装置的方法进行测试,233即可达到氮氧化合物转化率高达 96。0109 本实施例的对照试验,采用了尿素浓度为 32.5wt未添加乙醚的还原剂,320即说 明 书CN 104500185 A6/8 页9可达到氮氧化合物转化率高达 95。0110 实施例 70111 取尿素合成反应液1000L,去除其中的未转化物氨和二氧化碳,加入电阻率为15cm 的高纯水调配,然后进行过滤,得尿素溶液。0112 加入乙醚并搅拌均匀。0113 加入电阻率为 15cm。
21、 的高纯水,使最终溶液中尿素浓度为 32.5wt,乙醚的浓度为 0.8wt。0114 按照 HJ 451-2008环境保护产品技术要求柴油车排气后处理装置的方法进行测试,230即可达到氮氧化合物转化率高达 98。0115 本实施例的对照试验,采用了尿素浓度为 32.5wt未添加乙醚的还原剂,320即可达到氮氧化合物转化率高达 95。0116 实施例 80117 取尿素合成反应液1000L,去除其中的未转化物氨和二氧化碳,加入电阻率为15cm 的高纯水调配,然后进行过滤,得尿素溶液。0118 加入乙醚并搅拌均匀。0119 加入电阻率为 15cm 的高纯水,使最终溶液中尿素浓度为 33wt,乙醚的。
22、浓度为 0.05wt。0120 按照 HJ 451-2008环境保护产品技术要求柴油车排气后处理装置的方法进行测试,286即可达到氮氧化合物转化率高达 97。0121 本实施例的对照试验,采用了尿素浓度为 33wt未添加乙醚的还原剂,340即可达到氮氧化合物转化率高达 94。0122 实施例 90123 取尿素合成反应液1000L,去除其中的未转化物氨和二氧化碳,加入电阻率为15cm 的高纯水调配,然后进行过滤,得尿素溶液。0124 加入乙醚并搅拌均匀。0125 加入电阻率为 15cm 的高纯水,使最终溶液中尿素浓度为 33wt,乙醚的浓度为 0.8wt。0126 按照 HJ 451-2008。
23、环境保护产品技术要求柴油车排气后处理装置的方法进行测试,231即可达到氮氧化合物转化率高达 97。0127 本实施例的对照试验,采用了尿素浓度为 33wt未添加乙醚的还原剂,340即可达到氮氧化合物转化率高达 94。0128 实施例 100129 取尿素合成反应液1000L,去除其中的未转化物氨和二氧化碳,加入电阻率为15cm 的高纯水调配,然后进行过滤,得尿素溶液。0130 加入乙醚并搅拌均匀。0131 加入电阻率为 15cm 的高纯水,使最终溶液中尿素浓度为 33.3wt,乙醚的浓度为 0.05wt。0132 按照 HJ 451-2008环境保护产品技术要求柴油车排气后处理装置的方法进行测。
24、试,265即可达到氮氧化合物转化率高达 96。说 明 书CN 104500185 A7/8 页100133 本实施例的对照试验,采用了尿素浓度为 33.3wt未添加乙醚的还原剂,341即可达到 氮氧化合物转化率高达 94。0134 实施例 110135 取尿素合成反应液1000L,去除其中的未转化物氨和二氧化碳,加入电阻率为15cm 的高纯水调配,然后进行过滤,得尿素溶液。0136 加入乙醚并搅拌均匀。0137 加入电阻率为 15cm 的高纯水,使最终溶液中尿素浓度为 33.3wt,乙醚的浓度为 0.8wt。0138 按照 HJ 451-2008环境保护产品技术要求柴油车排气后处理装置的方法进。
25、行测试,245即可达到氮氧化合物转化率高达 96。0139 本实施例的对照试验,采用了尿素浓度为 33.3wt未添加乙醚的还原剂,341即可达到氮氧化合物转化率高达 94。0140 表 1 实施例的性能结果参数表0141 0142 从表 1 的数据表明,在实施例 1 至实施例 11 中得到的柴油机尾气还原剂,添加了适量的乙醚,不仅提高了尾气中氮氧化合物的转化效率,同时降低了氮氧化合物的转化温度,扩大了适用的工况,降低了汽车尾气的排放。0143 上述实施例的高纯尿素也可通过一次以上重结晶制得:将工业尿素溶于温度70-75水,制得饱和溶液,用活性炭吸附,进行热过滤,再冷却结晶,干燥得高纯尿素。上述重结晶过程可以进行一次或多次,重结晶后的高纯尿素可以达到上述实施例同样的结果,说 明 书CN 104500185 A。