CN116036860A - 一种防止scr系统结晶的车用尿素溶液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于尿素溶液的制备技术领域，具体涉及一种防止SCR系统结晶的车用尿素溶液及其制备方法。本发明对车用尿素溶液配方进行调整，通过添加活性剂等方式解决现有的车用尿素溶液在使用过程中易发生缩合反应结晶导致管道堵塞等问题。其中，所用的表面活性剂及乙二醇降低了尿素溶液的表面张力，减少了尿素溶液在喷嘴处的结晶量，降低了尿素溶液在高温下结晶堵塞管道问题，延长了SCR处理系统的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于尿素溶液的制备技术领域，具体而言，涉及一种防止SCR系统结晶的车用尿素溶液及其制备方法。
背景技术
目前，随着科学技术的发展，汽车的用量越来越普及，车用尿素是重型柴油车达到国四排放标准的必备产品，而现在车用柴油车已经开始实行国六标准，对车用尿素也提出更高要求。车用尿素是指尿素浓度为32.5％且溶剂为超纯水的尿素水溶液，原料为尿素品体和超纯水。重型卡车、客车等柴油车要达到国四排放标准，在尾气处理上就要选用适合的SCR系统，而这项系统必须利用尿素溶液对尾气中的氮氧化物进行处理。因此，车用尿素溶液成了重型卡车及客车达到国四排放标准的必备产品，车用尿素液是由成分为32.5％的高纯尿素和67.5％的去离子水组成的高纯度透明液体，有淡淡的氨水气味。如果溅出，水分蒸发并形成结品。车用尿素液用于配有SCR系统的轿车、卡车、客车和重型非道路使用柴油发动机车辆，是SCR技术中必须要用到的消耗品，与SCR催化剂一起将柴油发动机排放的有害氮氧化物转换成无害的水蒸气和氮。
车用尿素在使用一段时间后会在SCR系统中形成大量结垢物，影响尾气中氮氧化物的处理，并触发车辆限扭限速程序，对车辆造成影响。因此，针对上述问题提出一种车用尿素液配方。
发明内容
本发明的目的在于解决上述背景技术中提出的问题，提供一种防止SCR系统结晶的车用尿素溶液及其制备方法。本发明的尿素溶液能够减少在SCR喷嘴处的结晶，同时能够抑制结垢物的产生，延长SCR系统拆卸清洗的次数，从而延长车辆SCR系统的使用寿命。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提供了一种防止SCR系统结晶的车用尿素溶液，所述尿素溶液的原料组成及百分含量为：高纯尿素32.5％和超纯水67.5％。
优选地，还包括添加剂。
优选地，所述添加剂包括1％乙二醇和5-10ppm非离子型表面活性剂脂肪醇聚乙烯醚。
本发明还提供了一种防止SCR系统结晶的车用尿素溶液的制备方法，所述方法包括以下步骤：
S1：将高纯尿素和超纯水按照比例加入混合机进行混合，混合温度为室温，通过高压空气搅动来混合，混合时间为30-40min，得到混合料；
S2：将添加剂按固定比例投入到上述混合料中，混合温度为室温，通过高压空气搅动来混合，混合时间为30-40min，得到尿素溶液；
S3：将上述尿素溶液再次进行超滤处理后，抽排至成品罐中进行封装出来即可。
优选地，所述超纯水是根据以下方法制得：将水经过多道介质过滤后，再经一级反渗透过滤、二级反渗透过滤和EDI超滤后，制得超纯水。
优选地，所述水的导电率控制在0.08以下。
借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点：
本发明的车用尿素的配方比一般为固定比例即：高纯尿素32.5％和去离子水67.5％，在主原料不变的情况下，投入添加剂乙二醇和非离子型表面活性剂脂肪醇聚乙烯醚可以降低尿素溶液的表面张力，减少在SCR喷嘴处的结晶，同时能够抑制结垢物的产生，延长SCR系统拆卸清洗的次数，从而延长车辆SCR系统的使用寿命。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明所述的一种防止SCR系统结晶的车用尿素溶液，所述尿素溶液的原料组成及百分含量为：高纯尿素32.5％和超纯水67.5％优选地，还包括添加剂。优选地，所述添加剂包括1％乙二醇和5-10ppm非离子型表面活性剂脂肪醇聚乙烯醚。高纯尿素的提纯温度控制在70℃-75℃，尿素在水溶液中发生水解，在温度30℃以下时，尿素重新从水溶液中结晶出来，每水解结晶一次，其纯度会得到大幅提高，利用工业一级尿素水解结晶一次，产出比例控制在1.5：1。
根据本发明所述一种防止SCR系统结晶的车用尿素溶液的制备方法，所述方法包括以下步骤：
S1：将高纯尿素和超纯水按照比例加入混合机进行混合，混合温度为室温，通过高压空气搅动来混合，混合时间为30-40min，得到混合料；
S2：将添加剂按固定比例投入到上述混合料中，混合温度为室温，通过高压空气搅动来混合，混合时间为30-40min，得到尿素溶液；
S3：将上述尿素溶液经过一段过滤、二段过滤(精滤)和三段过滤(超滤)处理后，抽排至成品罐中进行封装出来即可。优选地，所述超纯水是根据以下方法制得：将水经过多道介质过滤后，再经一级反渗透过滤、二级反渗透过滤和EDI超滤后，制得超纯水。
实施例1
按照以下配比的称取各原料：
主原料：高纯尿素32.5％和去离子水67.5％；
添加剂：乙二醇2％和非离子型表面活性剂脂肪醇聚乙烯醚10ppm。
将高纯尿素32.5％和去离子水67.5％依次加入混合机，混合温度为室温，并通过高压空气搅动来混合，混合时间为30-40分钟，将尿素水溶液放置于混合炉，将水的导电率控制在0.08以下，利用超滤的方式将水进行提纯处理。
再按照以下配比加入添加剂：乙二醇2％和非离子型表面活性剂脂肪醇聚乙烯醚10ppm，加入混合机，混合温度为室温，并通过高压空气搅动来混合，混合时间为30-40分钟。
将上述尿素溶液经过一段过滤、二段过滤(精滤)和三段过滤(超滤)处理后，抽排至成品罐中进行封装出来即可。
实施例2
按照以下配比的称取各原料：
主原料：高纯尿素32.5％和去离子水67.5％；
添加剂：乙二醇1％和非离子型表面活性剂脂肪醇聚乙烯醚10ppm。
将高纯尿素32.5％和去离子水67.5％依次加入混合机，混合温度为室温，并通过高压空气搅动来混合，混合时间为30-40分钟。将尿素水溶液放置于混合炉，将水的导电率控制在0.08以下，利用超滤的方式将水进行提纯处理。
再按照以下配比加入添加剂：乙二醇1％和非离子型表面活性剂脂肪醇聚乙烯醚10ppm，加入混合机，混合温度为室温，并通过高压空气搅动来混合，混合时间为30-40分钟。
将上述尿素溶液经过一段过滤、二段过滤(精滤)和三段过滤(超滤)处理后，抽排至成品罐中进行封装出来即可。
实施例3
按照以下配比的称取各原料：
主原料：高纯尿素32.5％和去离子水67.5％；
添加剂：乙二醇2％和非离子型表面活性剂脂肪醇聚乙烯醚5ppm。
将高纯尿素32.5％和去离子水67.5％依次加入混合机，混合温度为室温，并通过高压空气搅动来混合，混合时间为30-40分钟，将尿素水溶液放置于混合炉，将水的导电率控制在0.08以下，利用超滤的方式将水进行提纯处理。
再按照以下配比加入添加剂：乙二醇2％和非离子型表面活性剂脂肪醇聚乙烯醚5ppm，加入混合机，混合温度为室温，并通过高压空气搅动来混合，混合时间为30-40分钟。
将上述尿素溶液经过一段过滤、二段过滤(精滤)和三段过滤(超滤)处理后，抽排至成品罐中进行封装出来即可。
实施例4
按照以下配比的称取各原料：
主原料：高纯尿素32.5％和去离子水67.5％；
添加剂：乙二醇1％和非离子型表面活性剂脂肪醇聚乙烯醚5ppm。
将高纯尿素32.5％和去离子水67.5％依次加入混合机，混合温度为室温，并通过高压空气搅动来混合，混合时间为30-40分钟，将尿素水溶液放置于混合炉，将水的导电率控制在0.08以下，利用超滤的方式将水进行提纯处理。
再按照以下配比加入添加剂：乙二醇1％和非离子型表面活性剂脂肪醇聚乙烯醚5ppm，加入混合机，混合温度为室温，并通过高压空气搅动来混合，混合时间为30-40分钟。
将上述尿素溶液经过一段过滤、二段过滤(精滤)和三段过滤(超滤)处理后，抽排至成品罐中进行封装出来即可。
对比实施例1
按照以下配比的称取各原料：
主原料：高纯尿素32.5％和去离子水67.5％；
将高纯尿素32.5％和去离子水67.5％依次加入混合机，混合温度为室温，并通过高压空气搅动来混合，混合时间为30-40分钟，将尿素水溶液放置于混合炉，将水的导电率控制在0.08以下，利用超滤的方式将水进行提纯处理。
将上述尿素溶液经过一段过滤、二段过滤(精滤)和三段过滤(超滤)处理后，抽排至成品罐中进行封装出来即可。
试验例尿素溶液性能检测
实验对象：实施例1-4及对比实施例1。
实验方法：通过将SCR系统前端的尿素喷嘴固定，在距离喷嘴垂直20cm处，测量不同实施例的雾化范围，来验证尿素的雾化效果。通过台架验证不同实施例的结垢情况，将尾气温度设置为250℃，尿素喷射量为5ml/min，记录产生结垢物时的尿素消耗量。结果见表1。
表1尿素溶液的性能检测
| 尿素含量/％ | 表面张力/mN/m | 雾化直径/cm | 结垢时的喷射量/kg | |
| 实施例1 | 32.6 | 54 | 11.3 | 12 |
| 实施例2 | 32.7 | 57 | 10.4 | 9 |
| 实施例3 | 32.8 | 58 | 10.6 | 8 |
| 实施例4 | 32.6 | 62 | 9.7 | 5 |
| 对比实施例1 | 32.6 | 65 | 9.1 | 3 |
由表1的结果可知，非离子型表面活性剂脂肪醇聚乙烯醚及乙二醇能有效降低尿素溶液的表面张力，优化尿素喷射的雾化范围，减少车辆使用过程中的结垢物，延长SCR的使用寿命。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种防止SCR系统结晶的车用尿素溶液，其特征在于，所述尿素溶液的原料组成及百分含量为：高纯尿素32.5％和超纯水67.5％。
2.根据权利要求1所述的防止SCR系统结晶的车用尿素溶液，其特征在于，还包括添加剂。
3.根据权利要求1所述的防止SCR系统结晶的车用尿素溶液，其特征在于，所述添加剂包括1％乙二醇和5-10ppm非离子型表面活性剂脂肪醇聚乙烯醚。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的防止SCR系统结晶的车用尿素溶液的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1：将高纯尿素和超纯水按照比例加入混合机进行混合，混合温度为室温，通过高压空气搅动来混合，混合时间为30-40min，得到混合料；
S2：将添加剂按固定比例投入到上述混合料中，混合温度为室温，通过高压空气搅动来混合，混合时间为30-40min，得到尿素溶液；
S3：将上述尿素溶液再次进行超滤处理后，抽排至成品罐中进行封装出来即可。
5.根据权利要求4所述的防止SCR系统结晶的车用尿素溶液的制备方法，其特征在于，所述超纯水是根据以下方法制得：将水经过多道介质过滤后，再经一级反渗透过滤、二级反渗透过滤和EDI超滤后，制得超纯水。
6.根据权利要求5所述的防止SCR系统结晶的车用尿素溶液的制备方法，其特征在于，所述水的导电率控制在0.08以下。
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|---|---|---|---|---|
| CN120483897A (zh) * | 2025-07-17 | 2025-08-15 | 山东新蓝环保科技有限公司 | 一种高效抗结晶车用尿素溶液及其制备方法 |
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