本發(fā)明涉及車輛尾氣處理助劑領(lǐng)域，尤指一種車用尿素溶液的制備工藝。
背景技術(shù)：
近年來(lái)空氣質(zhì)量不斷下降，霧霾日益嚴(yán)重，造成霧霾天氣的原因中機(jī)動(dòng)車尾氣排放平均要占到20％到25％左右。汽車(尤其是柴油車)尾氣排放已成為主要的大氣污染源之一，氮氧化物(nox)是汽車尾氣的主要成份。nox需要尾氣處理裝置來(lái)控制，如：稀薄氮氧化物吸附技術(shù)(lnt)，選擇性催化還原技術(shù)(scr)，氧化催化轉(zhuǎn)化器技術(shù)(doc)，廢氣再循環(huán)+顆粒捕集器技術(shù)(egr+dpf)等，scr系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于重型柴油機(jī)車的尾氣處理。
scr技術(shù)即選擇性催化還原法（selectivecatalyticreduction），原理是：通過(guò)強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)內(nèi)燃燒來(lái)降低顆粒物(pm)的生成，然后利用尿素溶液對(duì)nox在scr催化器上進(jìn)行催化還原。scr選擇性催化還原系統(tǒng)包括了尿素溶液供應(yīng)系統(tǒng)、尿素溶液噴射及控制系統(tǒng)、scr選擇催化還原系統(tǒng)等3個(gè)部分。尿素溶液存放于車載的專門儲(chǔ)存罐內(nèi)，用泵將尿素溶液噴射向熱的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣(約200～500℃，滿足還原反應(yīng)條件)。在高溫下，尿素溶液氣化后分解產(chǎn)生nh3，在催化劑作用下，nh3與尾氣中的nox反應(yīng)，生成無(wú)害的h2o和n2。
中國(guó)專利申請(qǐng)201410488044.3公開(kāi)了一種車用尿素的制備方法，將結(jié)晶尿素和高純水配置，但結(jié)晶尿素的制備增加了車用尿素溶液的生產(chǎn)成本，減少了車用尿素生產(chǎn)企業(yè)的利潤(rùn)。并且利用反滲透裝置將工業(yè)鹽水制得高純水效率低，品質(zhì)也欠佳，生產(chǎn)耗時(shí)長(zhǎng)，成本高。
并且現(xiàn)有的車用尿素都是催化使尾氣滿足國(guó)ⅳ標(biāo)準(zhǔn)，甚少有滿足國(guó)ⅴ柴油車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在提供一種活性高、適于大規(guī)模生產(chǎn)、可連續(xù)不間斷工作、產(chǎn)量大、生產(chǎn)效率高、節(jié)約能源，可有效吸附縮二脲、金屬離子和不溶物的車用尿素溶液的制備工藝。
為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明一種車用尿素溶液的制備工藝的具體技術(shù)方案如下。
一種車用尿素溶液的制備工藝，步驟包括：
（1）稱取各原料：尿素顆粒20-35重量份、自來(lái)水100-120重量份，二甲基硅油0.08-0.15重量份，丙三醇0.01-0.03重量份，活性炭30-40重量份；
（2）將自來(lái)水在-20—-12℃下冰凍成塊狀，然后通過(guò)離心機(jī)將水分甩出，甩出的水分為高純水，高純水的重量為自來(lái)水的50-60%；
（3）原料尿素中加入步驟(2)中制得的高純水在轉(zhuǎn)速為250-300r/min下攪拌20-30min并加熱至50～70℃，得到尿素溶液，冷卻至3-5℃，加入活性炭進(jìn)行吸附，然后再過(guò)濾得到較純凈的尿素溶液；
（4）將步驟(3)得到的較純凈的尿素溶液經(jīng)過(guò)按照流速為6-9m3/h的流速進(jìn)行離子交換，得純凈的尿素溶液；
（5）再將上述純凈的尿素溶液與二甲基硅油、丙三醇混合均勻，即可得到車用尿素溶液。
二甲基硅油和丙三醇的重量分?jǐn)?shù)比為8-10：1，優(yōu)選重量分?jǐn)?shù)比為9：1，通過(guò)試驗(yàn)得出，當(dāng)二甲基硅油和丙三醇的重量分?jǐn)?shù)比為9：1，并且二甲基硅油和丙三醇占總重量份數(shù)為1%的時(shí)候，車用尿素溶液的活性最高。
所述活性炭重量份數(shù)尿素顆粒的重量比為1：1-1.5。
制得的車用尿素溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32.5%。
所述活性炭為改性的煤質(zhì)活性炭。
改性的煤質(zhì)活性炭加工具體方法為：將煤質(zhì)活性炭浸泡在雙氧水溶液中30-50min，然后過(guò)濾烘干，再將煤質(zhì)活性炭浸泡在磷酸二氫鈉溶液中20-60min,在200-350℃燒干，得到改性的煤質(zhì)活性炭。
所述磷酸二氫鈉溶液的重量分?jǐn)?shù)為12-20%。
本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于：
1、本發(fā)明冷凍離心的方式制備高純水，制備效率高，并且高純水的純度高，優(yōu)選溫度為-18℃。
2、本案發(fā)明人驚喜的發(fā)現(xiàn)，二甲基硅油和丙三醇的重量分?jǐn)?shù)比為9：1，并且二甲基硅油和丙三醇占總重量份數(shù)為1%的時(shí)候，車用尿素溶液的活性最高。
3、本發(fā)明的提取設(shè)備適于大規(guī)模生產(chǎn)，可連續(xù)不間斷工作，產(chǎn)量大、生產(chǎn)效率高并節(jié)約能源。
4、本發(fā)明采用改性的煤質(zhì)活性炭，可有有效吸附車用尿素溶液中的縮二脲、金屬離子和不溶物等，吸附效率高，提高了車用尿素溶液的質(zhì)量。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)示例性的實(shí)施例具體說(shuō)明本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的范圍不應(yīng)局限于實(shí)施例的范圍。任何不偏離本發(fā)明主旨的變化或改變能夠?yàn)楸绢I(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附權(quán)利要求的范圍確定。
一、實(shí)施例
制備高純水：將自來(lái)水在-20—-12℃溫度下冰凍成塊狀，然后通過(guò)離心機(jī)將水分甩出，甩出的水分為高純水，高純水的重量為自來(lái)水的50-60%；
制備改性的煤質(zhì)活性炭：將煤質(zhì)活性炭浸泡在雙氧水溶液中30-50min，然后過(guò)濾烘干，再將煤質(zhì)活性炭浸泡在磷酸二氫鈉溶液中20-60min,在200-350℃燒干，得到改性的煤質(zhì)活性炭。
實(shí)施例1
（1）稱取各原料：尿素顆粒325g、高純水674g，二甲基硅油0.9g，丙三醇0.1g，改性的煤質(zhì)活性炭360g；
（2）原料尿素中加入高純水在轉(zhuǎn)速為250-300r/min下攪拌20-30min并加熱至50～70℃，得到尿素溶液，冷卻至3-5℃，加入改性的煤質(zhì)活性炭進(jìn)行吸附，然后再過(guò)濾得到較純凈的尿素溶液；
（3）將步驟(2)得到的較純凈的尿素溶液經(jīng)過(guò)按照流速為6-9m3/h的流速進(jìn)行離子交換，得純凈的尿素溶液；
（4）再將上述純凈的尿素溶液與二甲基硅油、丙三醇混合均勻，即可得到車用尿素溶液。
用該實(shí)施例生產(chǎn)的尿素液還原劑處理柴油車尾氣，滿足iso22241-2006《dieselengines-noxreductionagentaus32》標(biāo)準(zhǔn)要求；按照hj451-2008《環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求柴油車排放后處理裝置》的方法進(jìn)行測(cè)試，氮氧化合物轉(zhuǎn)化率高達(dá)98％，完全滿足國(guó)ⅴ柴油車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)要求。
實(shí)施例2
（1）稱取各原料：尿素顆粒325g、高純水674g，二甲基硅油0.8g，丙三醇0.2g，改性的煤質(zhì)活性炭320g；
（2）原料尿素中加入高純水在轉(zhuǎn)速為250-300r/min下攪拌20-30min并加熱至50～70℃，得到尿素溶液，冷卻至3-5℃，加入改性的煤質(zhì)活性炭進(jìn)行吸附，然后再過(guò)濾得到較純凈的尿素溶液；
（3）將步驟(2)得到的較純凈的尿素溶液經(jīng)過(guò)按照流速為6-9m3/h的流速進(jìn)行離子交換，得純凈的尿素溶液；
（4）再將上述純凈的尿素溶液與二甲基硅油、丙三醇混合均勻，即可得到車用尿素溶液。
用該實(shí)施例生產(chǎn)的尿素液還原劑處理柴油車尾氣，滿足iso22241-2006《dieselengines-noxreductionagentaus32》標(biāo)準(zhǔn)要求；按照hj451-2008《環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求柴油車排放后處理裝置》的方法進(jìn)行測(cè)試，氮氧化合物轉(zhuǎn)化率高達(dá)96％，滿足國(guó)ⅳ柴油車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)要求。
實(shí)施例3
（1）稱取各原料：尿素顆粒325g、高純水674g，二甲基硅油0.9g，丙三醇0.1g，改性的煤質(zhì)活性炭400g；
（2）原料尿素中加入高純水在轉(zhuǎn)速為250-300r/min下攪拌20-30min并加熱至50～70℃，得到尿素溶液，冷卻至3-5℃，加入改性的煤質(zhì)活性炭進(jìn)行吸附，然后再過(guò)濾得到較純凈的尿素溶液；
（3）將步驟(2)得到的較純凈的尿素溶液經(jīng)過(guò)按照流速為6-9m3/h的流速進(jìn)行離子交換，得純凈的尿素溶液；
（4）再將上述純凈的尿素溶液與二甲基硅油、丙三醇混合均勻，即可得到車用尿素溶液。
用該實(shí)施例生產(chǎn)的尿素液還原劑處理柴油車尾氣，滿足iso22241-2006《dieselengines-noxreductionagentaus32》標(biāo)準(zhǔn)要求；按照hj451-2008《環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求柴油車排放后處理裝置》的方法進(jìn)行測(cè)試，氮氧化合物轉(zhuǎn)化率高達(dá)97％，完全滿足國(guó)ⅴ柴油車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)要求。
實(shí)施例4
（1）稱取各原料：尿素顆粒325g、高純水674g，二甲基硅油0.9g，丙三醇0.1g，普通煤質(zhì)活性炭400g；
（2）原料尿素中加入高純水在轉(zhuǎn)速為250-300r/min下攪拌20-30min并加熱至50～70℃，得到尿素溶液，冷卻至3-5℃，加入煤質(zhì)活性炭進(jìn)行吸附，然后再過(guò)濾得到較純凈的尿素溶液；
（3）將步驟(2)得到的較純凈的尿素溶液經(jīng)過(guò)按照流速為6-9m3/h的流速進(jìn)行離子交換，得純凈的尿素溶液；
（4）再將上述純凈的尿素溶液與二甲基硅油、丙三醇混合均勻，即可得到車用尿素溶液。
用該實(shí)施例生產(chǎn)的尿素液還原劑處理柴油車尾氣，滿足iso22241-2006《dieselengines-noxreductionagentaus32》標(biāo)準(zhǔn)要求；按照hj451-2008《環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求柴油車排放后處理裝置》的方法進(jìn)行測(cè)試，氮氧化合物轉(zhuǎn)化率高達(dá)94％，滿足國(guó)ⅳ柴油車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)要求。
對(duì)比例1
（1）稱取各原料：尿素顆粒325g、高純水675g，普通煤質(zhì)活性炭400g；
（2）原料尿素中加入高純水在轉(zhuǎn)速為250-300r/min下攪拌20-30min并加熱至50～70℃，得到尿素溶液，冷卻至3-5℃，加入活性炭進(jìn)行吸附，然后再過(guò)濾得到較純凈的尿素溶液；
（3）將步驟(2)得到的較純凈的尿素溶液經(jīng)過(guò)按照流速為6-9m3/h的流速進(jìn)行離子交換，得純凈的尿素溶液，即車用尿素溶液。
用該實(shí)施例生產(chǎn)的尿素液還原劑處理柴油車尾氣，滿足iso22241-2006《dieselengines-noxreductionagentaus32》標(biāo)準(zhǔn)要求；按照hj451-2008《環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求柴油車排放后處理裝置》的方法進(jìn)行測(cè)試，氮氧化合物轉(zhuǎn)化率高達(dá)90％。
對(duì)比例2
（1）稱取各原料：尿素顆粒325g、高純水675g，改性的煤質(zhì)活性炭400g；
（2）原料尿素中加入高純水在轉(zhuǎn)速為250-300r/min下攪拌20-30min并加熱至50～70℃，得到尿素溶液，冷卻至3-5℃，加入改性的煤質(zhì)活性炭進(jìn)行吸附，然后再過(guò)濾得到較純凈的尿素溶液；
（3）將步驟(2)得到的較純凈的尿素溶液經(jīng)過(guò)按照流速為6-9m3/h的流速進(jìn)行離子交換，得純凈的尿素溶液，即車用尿素溶液。
用該實(shí)施例生產(chǎn)的尿素液還原劑處理柴油車尾氣，滿足iso22241-2006《dieselengines-noxreductionagentaus32》標(biāo)準(zhǔn)要求；按照hj451-2008《環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求柴油車排放后處理裝置》的方法進(jìn)行測(cè)試，氮氧化合物轉(zhuǎn)化率高達(dá)91％。
通過(guò)以上實(shí)施例1-4和對(duì)比例1-2可以得出，二甲基硅油、丙三醇的重量份數(shù)比、改性的煤質(zhì)活性炭都對(duì)車用尿素溶液的品質(zhì)產(chǎn)生關(guān)鍵影響，只有兩個(gè)條件必須滿足時(shí)，車用尿素溶液處理柴油車尾氣的效果才能最好。
上述實(shí)例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的是為了讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所做的等效變化或修飾，都應(yīng)該涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。