[发明专利]一种超低温尿素还原剂组合物

说明书

技术领域：

本发明涉及到一种超低温尿素还原剂组合物，该技术应用到汽车尾气的后处理行业。

背景技术：

未来几年内，全球的汽车生产商，特别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排放标准。在排放法规的压力下，一方面国外的车用重负荷柴油机正不断进行技术升级和改进，另一方面，选择恰当的后处理技术策略和装备，例如，SCR(Selective Catalytic Reduction)催化转化还原技术，DPF(Diesel Particulate Filter)颗粒捕捉器，DOC(Diesel Oxidation Catalyst)氧化型催化器等。

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，欧洲的大多数制造商已经开始采用SCR技术来实现欧4和欧5标准。

SCR具有很多优点，例如，可以在排气温度250～550℃的范围内具有50～85％的NOX去除效率，并能有效降低PM的排放水平；SCR能轻松满足欧4和欧5水平，也具有达到欧6水平的潜力；欧4采用的SCR技术，发动机的燃油耗可降低3～6％；SCR催化剂不含有贵金属，比成本相对较低；SCR对车用燃油的质量，特别是硫含量不敏感。基于以上分析，SCR后处理技术也最适合中国的车辆状况和车用燃油状况。

如果在中国推广应用车载SCR后处理技术，必须解决好尿素还原剂供应、尿素还原剂的剂量、尿素还原剂的雾化喷射、SCR催化剂转换效率、氨气泄露量等至关重要的技术难点。上述各点都涉及到尿素还原剂的问题。在这些问题中，尿素还原剂的冰点是一个关键点。目前，传统的尿素溶液的还原剂冰点均在-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。

解决传统尿素还原剂存在问题的方法，一般都是在传统还原剂溶液系统附加防冻液循环加热或电加热的系统以及保温系统，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，无疑也增加了系统的复杂性，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，循环防冻液来融化已经结冰的尿素等缺点。研究发现，开发低冰点还原剂溶液势在必行。

检索发现，改善还原剂溶液冰点的研究成果包括日本的专利20090031713《ANTIFREEZING UREA SOLUTION FOR UREA SCR SYSTEM AND UREA SCR SYSTEM USING THE SAME》和欧洲的产品Denoxium-30。日本专利20090031713采用的是C₁～C₇的醇类作为冰点改善剂，其添加量用(水+C₁～C₇的醇类+尿素)/C₁～C₇的醇类的添加量的比例来限定，比值为7/1，理论上计算，假设20℃温度下乙醇的密度为0.789kg/L，推算醇类的添加量小于10％wt；如果采用甲醇或乙醇来实施，实际检测表明其冰点并不能达到所描述的-30℃，推测应该是添加了异丙醇或乙二醇，或者发明者有意隐含了某种成分或加入量；关于这一点20090031713专利的发明者并没有描述。因此，上述发明的核心，不在本发明的所描述权利要求范围内。欧洲的低温尿素还原剂产品Denoxium-30采用20％尿素和26％甲酸铵的水溶液作为还原剂，产品冰点在-26℃～-30℃之间，这对于北方寒区的冬季使用仍具有一定的挑战性；相对于本发明成本稍高。

发明内容：

一种超低温尿素还原剂组合物，由A组分，B组分，C组分、D组分和E组分组成；其特征在于：组分A为尿素，组分B为铵类，组分C为酰胺类，组分D为低分子醇类，组分E为高纯水；其中，组分A占混合物总质量的15份～19份，组分B占混合物总质量的17份～22份，组分C占混合物总质量的7份～15份，组分D占混合物总质量的1份～5份，组分E占混合物总质量的50份～60份。