[发明专利]用于车用尿素溶液的复合添加剂

说明书

技术领域

本发明涉及车用尿素溶液领域，特别是涉及一种能提高NH₃转化效率的车用尿素溶液的复合添加剂。

背景技术

汽车(尤其是柴油车)尾气排放已成为主要的大气污染源之一，氮氧化物(NO_x)是汽车尾气的主要成份。NO_x需要尾气处理装置来控制，如：稀薄氮氧化物吸附技术(LNT)，选择性催化还原技术(SCR)，氧化催化转化器技术(DOC)，废气再循环+颗粒捕集器技术(EGR+DPF)等，SCR系统被广泛应用于重型柴油机车的尾气处理。

SCR技术是通过强化发动机机内燃烧来降低颗粒物(PM)的生成，然后利用尿素溶液对NO_X在SCR催化器上进行催化还原。SCR选择性催化还原系统包括了尿素溶液供应系统、尿素溶液喷射及控制系统、SCR选择催化还原系统等3个部分。尿素溶液存放于车载的专门储存罐内，用泵将尿素溶液喷射向热的发动机尾气(约200～500℃，满足还原反应条件)。在高温下，尿素溶液气化后分解产生NH₃，在催化剂作用下，NH₃与尾气中的NO_X反应，生成无害的H₂O和N₂。

然而由于尿素分散性差，分解不完全，尿素分解为NH₃过程中的中间产物异氰酸(HNCO)易于溶液中尿素或缩二脲反应，生成难以分解三聚氰酸，在更高温度下，三聚氰酸进一步缩合成三聚氰胺。未分解的尿素、三聚氰酸和三聚氰胺等沉积物附着在尾气管道、混合器及SCR催化剂上，改变了原有气体流场，又造成沉积物的进一步聚集，导致SCR系统堵塞。SCR系统堵塞会直接导致汽车油耗增大，尾气排放恶化，严重时会造成发动机损坏。因此，如何避免这些沉积物生成，成为SCR系统迫切需要解决的关键问题。

发明内容

为了解决现有尿素溶液中尿素分散性差，雾化尺寸较大且不均匀，易于在SCR系统中产生沉积物，导致SCR系统堵塞的问题，本发明提供了一种用于尿素溶液的复合添加剂，可明显改善尿素在尿素溶液中的分散性，减小雾化尺寸，提高NH₃转化效率，从而避免SCR系统堵塞。

为此，本发明的技术方案如下：

一种用于车用尿素溶液的复合添加剂，包括一种或几种以任意比混合的Gemini表面活性剂；所述Gemini表面活性剂的结构式为

或者

或者

或者

其中：x＝1～6，m＝3～20，n＝2～18。

所述Gemini表面活性剂在所述车用尿素溶液中的含量为10～5000ppm。

所述复合添加剂还包含助表面活性剂或抗泡剂。

所述复合添加剂还包含助表面活性剂和抗泡剂。

所述助表面活性剂为直链醇聚氧乙烯醚、支链醇聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚中的任意一种或者任意几种以任意比的混合物。

所述抗泡剂为二甲基硅油或者C₂～C₈的醇中的任意一种醇或者任意几种醇以任意比的混合物。

所述助表面活性剂的在所述车用尿素溶液中的含量为100～10000ppm。

所述抗泡剂在所述车用尿素溶液中的含量0.1～20wt％。

本发明提供的用于车用尿素溶液的复合添加剂，该添加剂主要功能成分为结构式如上所述的Gemini表面活性剂，该表面活性剂具有聚氧乙烯基团，其端羟基能在彼此之间及与水溶液之间形成氢键，使得含羟基分子离子头基之间距离更为紧密，因而在车用尿素溶液中添加所述Gemini表面活性剂后可大幅改善尿素的分散性，；而助表面活性剂的作用是在Gemini表面活性剂存在的条件下进一步提高尿素溶液中尿素的分散性；抗泡剂的作用是消除有表面活性剂存在时，溶液产生的大量气泡。

在车用尿素溶液中添加本发明提供的复合添加剂后，可有效减小SCR装置喷雾液滴的平均直径，提高雾化效果，增大尿素与空气的接触面积，从而提高NH₃转化效率。从一定程度上减少了车用尿素溶液使用量，并能防止缩二脲、三聚氰酸和三聚氰胺等沉积物的产生，避免SCR系统堵塞。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的技术方案进行详细描述。

实施例1