本發明涉及一種含納米級催化劑的車用尿素的生產工藝,屬于化工技術領域。
背景技術:
尿素-scr(selectivecatalyticreduction)技術由于具有可以改善燃油消耗、抗硫中毒能力強等優點,作為控制車用柴油機尾氣排放的重要手段在歐洲等發達國家和地區已經得到了廣泛的應用,對于改善由汽車尾氣造成的大氣污染發揮了重要作用。目前,雖然國內幾家主要車用柴油機企業已經在柴油機領域開展了scr技術的研究,但基本上以國外技術引進應用為主,核心技術仍主要掌握在國外相關廠家手中,這成為我國該技術推廣和應用的主要瓶頸。
車用柴油機運行工況多變,排氣流量和溫度變化范圍較廣,廢氣中氮氧化物、硫氧化物和煙塵等成分含量也各不相同,由于催化劑的反應條件不同,催化劑中有效成分的配比、輔助成分的選擇、制備工藝和性能評價條件等也不一樣,配比成分和制備方法的改變往往使載體與活性組分之間的相互作用發生改變,最終影響到催化劑的活性。
再次,車用尿素產品的添加劑都是有毒性的,客戶使用之后不但對環境危害性很大,而且對自身的健康和安全都具有一定的威脅性。因此研發無毒性,高效率,耐低溫的車用尿素,不但能夠有效解決車用尿素重金屬環境污染問題,提供車用尿素降解氮氧化物的效率,解決低溫結晶問題,保證國四商用車scr系統良好運轉,保障車輛在低溫天氣正常啟動和scr系統正常運轉,并減少低溫下nox的排放,而且擁有大于200g/kg的氨的釋放潛值,完全匹配現有的scr設計,解決氨釋放潛值匹配問題并有效預防尿素輸送管及存儲罐因低溫體積膨脹而產生的損傷,降低整車使用成本。
技術實現要素:
為解決現有技術存在的技術問題,本發明提供了一種含納米級催化劑的車用尿素的生產工藝,采用該工藝生產的車用尿素能有效降低車用尿素重金屬環境污染問題,提高車用尿素降解吸收氮氧化物的效率,解決低溫結晶問題。
本發明公開了一種含納米級催化劑的車用尿素的生產工藝,包括以下步驟:
a.制取催化劑a,取等質量的50-80g的偏釩酸銨和草酸,溶于1000g去離子水配成溶液,加入30-40g的偏鋁酸鈉并進行攪拌,在攪拌過程中加入20g的納米級wo3/tio2混合物粉末,并連續攪拌2小時,放入溫控電爐中在450℃溫度下高溫焙燒1小時,然后自然冷卻到室溫,得到催化劑a。
b.催化劑a穩定:將制備好的催化劑a再次放入電爐內,在水蒸氣氛圍下加熱至高溫650一680℃加熱30分鐘后自然冷卻到室溫。
c.尿素溶液制備:20-25℃下,將尿素與去離子水按1:2重量份數混合,經過四次提純,使不溶物低于2%,再次加入去離子水使尿素溶液濃度達到32%.
d.降低游離氨含量:將c所制得的溶液經過精餾塔和閃蒸槽,使游離氨含量低于0.2%。
e.將催化劑a加入尿素溶液,常溫,攪拌30min,儲存待用。
優選地,去離子水的電阻率低于15mω*cm。
優選地,四次提純分別為袋式過濾器提純、機械過濾器提純、精密濾芯提純、膜過濾提純。
本發明的優點是通過加入催化劑a,優化連續提純工藝及降低氨含量工藝,能有效降低車用尿素重金屬環境污染問題,提高車用尿素降解吸收氮氧化物的效率,解決低溫結晶問題。本工藝中添加的催化劑a具有催化活性高、溫度窗口寬廣、起燃快等特點。
具體實施方式
為了能更清楚地理解本發明的技術方案。
車用尿素水溶液指標必須符合iso2241-1規定,并且檢測方法采用iso2241-2的方法施行,具體指標如表1.并采用標準scr的活性評價測試試驗裝置測試denox的效果,以nox的轉化率為指標。
表1
實施例1,a.制取催化劑a,取等質量的50-80g的偏釩酸銨和草酸,溶于1000g去離子水配成溶液,加入30-40g的偏鋁酸鈉并進行攪拌,在攪拌過程中加入20g的納米級wo3/tio2混合物粉末,并連續攪拌2小時,放入溫控電爐中在450℃溫度下高溫焙燒1小時,然后自然冷卻到室溫,得到催化劑a。
b.催化劑a穩定:將制備好的催化劑a再次放入電爐內,在水蒸氣氛圍下加熱至高溫650一680℃加熱30分鐘后自然冷卻到室溫。
c.尿素溶液制備:20-25℃下,將尿素與去離子水按1:2重量份數混合,經過四次提純,使不溶物低于2%,再次加入去離子水使尿素溶液濃度達到32%.
d.降低游離氨含量:將c所制得的溶液經過精餾塔和閃蒸槽,使游離氨含量低于0.2%。
e.將催化劑a加入尿素溶液,常溫,攪拌30min,儲存待用。
優選地,去離子水的電阻率低于15mω*cm。
優選地,四次提純分別為袋式過濾器提純、機械過濾器提純、精密濾芯提純、膜過濾提純。
如表2所示,經過四級提純和添加催化劑a后的溶液完全符合iso22241-1的要求,其降解氮氧化物的能力得到了提高,結晶溫度遠低于國家標準。
以上所述僅是本發明的較佳實施方式,故凡依本發明專利申請范圍所述的構造、特征及原理所做的等效變化或修飾,均包括于本發明專利申請范圍內。