[发明专利]一种低温条件释氨还原剂组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低温条件释氨还原剂的组合物及其制备方法，特别涉及一种可用于汽车尾气后处理的低温释氨还原剂组合物及其制备方法。

背景技术

汽车作为便利的交通工具，给人们的生活和生产带来便利的同时，汽车尾气也给大气造成了严重污染。在汽车尾气处理上，目前国际上较为通行的方案是SCR技术（Selective Catalytic Reduction），即选择性催化还原技术，同时这一技术也是未来国内汽车尾气处理的最为现实的选择方案。SCR技术的本质是利用尿素在高温下分解出NH₃，作为还原剂的NH₃和发动机排气中的NOx在催化剂和温度的综合作用下进行反应，理想工况下生成无毒的N₂和H₂O，从而达到净化的目的。

目前，尿素还原剂应用中比较突出的问题是车辆冷启动时，排气管温度过低，达不到尿素分解所需要的温度，从而造成排放不达标。

例如，国四标准实施以来，国内相关研究和现场调查发现，约96%的国四公交车实际运行时，某些工况下所排放的NOx水平都远远超出型式核准的限值，直接导致大量的NOx 污染物排放，直接原因是是公交车运行温度较低，此时被喷射的尿素将无法转化成氨气，在此低温条件下，催化剂的活性也会显著降低；对于大多数卡车和公交车装配的SCR 系统来讲，在低于250~280℃时，催化剂活性会显著降低，特别是低于200℃时，尿素将不能有效的分解被转化为氨气，SCR催化剂无法起活，此时SCR系统也被设计成不喷射尿素，大量的NOx气体直接逸出排气管；更极端的情况是车辆的怠速运行工况（交通拥挤或等红灯的工况），此时，排气温度可能低至100℃左右，而当发动机负荷接近最大时能超过500℃。城区工况的典型特征就是低速而且反复停车、起步，车辆的负荷也相对较低；低转速、低负荷的城区工况一般会导致公交车辆排气温度低于300℃；在上述这些工况下，由于尿素喷射量的减少，并且催化剂活性较低，SCR 系统工作效率很低。

另外，我国执行的GB 17691-2005标准是模仿欧洲环保标准进行的，按照此标准进行发动机的环保公告型式核准时，所有的环保公告的发动机都是在稳态循环（European Steady-state Cycle, ESC）和瞬态循环（European Transient Cycle, ETC）进行，ESC包括13个稳态的发动机负荷点，ETC 为瞬态试验循环，包括1800个逐秒变化转速和负荷的工况点，构成一个整体试验循环并连续运行，上述工况均没有考虑到车辆低温冷启动的特殊情况；欧洲国家已经发现此类问题的存在，从而修改排放试验标准，引入了世界统一的稳态测试循环（World Harmonized Steady-state Cycle, WHSC）和世界统一的瞬态测试循环（World Harmonized Transient Cycle, WHTC），这种技术进步的特征是把车辆的低温冷启动的排放限值纳入严格的考核。

专利CN 102213125 A一种改善低温性能的尿素还原剂组合物，对传统的尿素还原剂的组成进行基本的改进，显著改善了纯尿素还原剂溶液的低温性能。专利CN 102213124 A一种超低温尿素还原剂组合物，对传统的尿素还原剂的组成进行基本的改进，解决了传统的尿素还原剂溶液冰点高，冬季不适用或使用麻烦的问题。专利CN 102580531 A一种抗低温尾气催化还原剂及其制备方法，在组分配比中采用了尿素为主成分，添加醇类和铵类物质混合，降低产品的冰点，所得成品适用于-11℃环境使用，并且完全满足SCR系统正常工作；专利CN201110134698.2和CN201110134706.3两个专利均是以尿素、甲酰胺和醇类的水溶液为特征，具备-20℃以下或更低的温度，但是价格是传统的尿素还原剂的1倍左右，限制了推广应用。

发明内容

本发明提供一种低温条件释氨还原剂组合物及其制备方法，以解决国内现有尿素还原剂释放氨的温度高的问题，使本专利能够满足在较低的温度下就可以释放氨源。所得产品适用于-15℃以下环境使用，并且完全满足SCR系统正常工作。

本发明采取的技术方案是：一种低温条件释氨还原剂的组合物由如下质量份的原料组成的：

碳酸铵：15～21份；

尿素：0.79～1份；

甲酸铵：0.80～1.57份；

低分子醇类：2.0～8.3份；

高纯水25～31份。