用于净化热力发动机的流体以及通过乳化制备所述流体的方法技术

本发明专利技术描述了一种适用于纯化热力发动机的流体，该流体可同时对废气中所含的氮氧化物(DeNOx)进行催化还原并辅助颗粒过滤器(FAP)的再生。本发明专利技术还描述了由生产水包油乳液构成的所述流体的多个实施方式。

Fluid for purifying thermal engine and method for preparing said fluid by emulsification

The present invention describes a fluid for the purification of a thermodynamic engine, which can simultaneously catalyze the reduction of nitrogen oxides (DeNOx) contained in the exhaust gas and assist in the regeneration of a particle filter (FAP). The invention also describes a plurality of methods of implementation of the fluid made up of a water package oil emulsion.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于净化热力发动机的流体以及通过乳化制备所述流体的方法
本专利技术描述了用于汽车净化的单一流体，其能够进行两种不同的操作：使用选择性催化还原技术(通常以字母缩写SCR给出)对NOx选择性催化还原，以及辅助颗粒过滤器(FAP)的再生，这有助于可能表现为如下的再生：促进颗粒过滤器的连续再生，或在FAP的主动再生阶段期间加速烟灰的燃烧，或者这两个优点的组合。根据本专利技术的流体在外观上是均匀的，并且具有随时间、或在温度或pH变化上的稳定性特征。本专利技术描述了用于生产流体的多个实施方式以及该流体用途的实施方式。现有技术已经采用了各种技术以减少通过柴油热力发动机排放的废气的有害排放物、特别是氮氧化物(NOx)和颗粒。在专利FR2947004中给出了将用于通过选择性催化还原(表示为SCR，选择性催化还原的缩写)处理NOx的系统和颗粒过滤器(缩写为FAP)集成在一起的排气管线的一个示例。两个净化系统也可以组合为单独模块，所述单独模块已知为术语过滤器上的SCR或SCRF或SDPF或SCRoF。我们并未在文献中找到这样的流体：其可用于结合还原氮氧化物和有助于所捕获烟灰颗粒再生的功能。(或AUS32或DEF或ARLA32)是32.5重量％的脲在纯水中的溶液，其用于在道路或非道路应用中的SCR技术环境下的选择性还原氮氧化物。Eolys或Tenneco是由烃混合物中的金属颗粒的有机胶态分散体构成的添加剂(描述用于在文献FR2833862和FR2969653B1中的Eolys)，其旨在帮助FAP的再生并使烟灰在较低的温度下被氧化。合并这些净化功能的总体理念形成了2014年底提交的法国专利申请14/62.228的主题。本申请可以被认为是申请14/62.228的改进。
技术实现思路
本专利技术描述了用于热力发动机，特别是柴油发动机净化的流体，从而能够在对废气中所含的氮的氧化物进行选择性催化还原(该功能称为SCR)的同时通过沉积在颗粒过滤器中的烟灰颗粒的催化燃烧来辅助颗粒过滤器(FAP)的再生，该再生辅助可能表现为促进颗粒过滤器的连续再生、或在主动FAP再生阶段期间加速烟灰的燃烧，或者这两个优点的组合。用于烟灰氧化的催化剂的使用不同于如上所述的现有技术，其被直接注入到废气中，并因此不会通过发动机的燃烧室。根据本专利技术的流体注入通过发动机计算机触发，以响应在SCR催化剂上提供必要量的氨的需求，从而使得高效还原NOx。取决于发动机的运行条件，该注入按照通常几毫秒至几十秒范围内的周期以规律方式进行，这意味着可以促进催化剂与烟灰的的均匀混合，并可以确保烟灰和催化剂之间的紧密接触。最后，根据本专利技术注入流体的事实意味着促进颗粒过滤器的连续再生现象，并且因此可以将主动FAP再生期间隔开；或者加速在主动FAP再生阶段期间烟灰的燃烧，这意味着可能限制了该阶段的燃料消耗和/或当排气中的温度和气体组成条件有利于该主动再生时，燃烧大量烟灰的可能性最大化；或者这两个优点的组合。根据本专利技术的流体由两种产品的稳定混合物产生，所述两种产品互相不混溶，即一方面是至少一种还原性化合物或还原剂前体(如脲)的水性溶液，并且另一方面是烃或烃混合物中的一种或多种金属氧化物的分散体。在本文的其余部分，为了表示由分散在烃或烃混合物中的一种或多种金属氧化物所组成的组分，为了简洁起见，我们将其缩写为“金属氧化物(的)分散体”。表述“金属氧化物”中的复数表示可以有一种或多种金属氧化物作为混合物。根据本专利技术的流体由具有均匀外观的溶液组成，所述溶液为至少一种还原性化合物或还原剂前体、金属氧化物分散体、可以用于生产并使得水包油型直接乳液稳定的表面活性剂或表面活性剂混合物。构成一种或多种金属氧化物的一种或多种金属选自以下金属列表：Fe、Cu、Ni、Co、Zn、Mn、Ti、V、Sr、Pt、Ce、Ca、Li、Na、Nb。优选地，金属选自如下列表：Fe、Ce、Cu、Sr。根据本专利技术的优选变体，金属氧化物的分散体是Eolys型烃混合物中的一种或多种铁氧化物的分散体形式的。优选地，纯水的溶液中的还原性化合物或还原剂前体选自脲、氨、甲酰胺和铵盐，特别是甲酸铵、氨基甲酸铵和胍盐，特别是甲酸胍。优选地，使用一种或多种表面活性剂与还原性化合物或还原剂前体制备的乳液中一种或多种金属氧化物的浓度范围为10至10000ppm，优选10至5000ppm，并且更优选10至2000ppm。为了制备乳液，可以使用任意类型的表面活性剂，即，阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、或非离子型表面活性剂，优选可溶于水，并且具有范围7至16的HLB(亲水/亲脂平衡值)。HLB更具体地适用于非离子化合物并表达表面活性剂分子的亲水性和亲脂性之间的关系。HLB分类是通过脂肪链与可溶于水的基团之间的比例建立的，并且在0(完全亲脂性)和20(完全亲水性)之间变化。优选地，使用非离子型表面活性剂。优选地，所述表面活性剂选自任何可购得的制剂或由化学家族生产的任何混合物：例如，可以乙氧基化或没有乙氧基化的山梨聚糖酯(如，购自CRODA公司的和)、环氧乙烷(EO)/环氧丙烷(PO)嵌段共聚物(如，购自CRODA公司的PEL)、乙氧基化脂肪酸或醇(例如，购自SEPPIC公司的OX和购自Solvay公司的)、乙氧基化脂肪酸酯(例如购自CRODA公司的)、乙氧基化辛基酚(如，购自UnionCarbide公司的X)、烷基聚葡萄糖苷或APG(如，购自SEPPIC公司的Simulsol和购自BASF公司的Plantacare2000)，其可以单独使用或作为混合物使用。根据本专利技术的另一变体，一种或多种还原性化合物或一种或多种还原剂前体是脲，在软化水或纯水的溶液中占32.5±0.7重量％，并符合标准ISO22241的规定。根据本专利技术的一个高度优选的变体，含有一种或多种还原性化合物或一种或多种还原剂前体的溶液由符合标准ISO22241的规定的产品制备，例如，市售产品DEF、AUS32或ARLA32。根据本专利技术的另一优选变体，含有一种或多种还原性化合物或一种或多种还原剂前体的溶液由具有标准ISO22241-1的物理和化学特性的产品制备，例如，市售产品在下文中，术语将用于标示以下产品中的任一：DEF、AUS32、ARLA32或根据本专利技术用于热力发动机净化的流体优选在-11℃至+60℃的温度范围下是稳定的。最后，用于热力发动机净化的流体对于光具有良好的稳定性。本专利技术还涉及用于热力发动机净化的流体的各种实施方式。因此，根据方法的第一实施方式，将表面活性剂添加到至少一种还原性化合物或还原剂前体的溶液中，随后将通过合适混合系统乳化的金属氧化物分散体加入，然后，通过加入至少一种还原性化合物或还原剂前体的溶液进行稀释，以获得所需的金属氧化物含量。根据生产用于热力发动机净化的流体的第二方法，将表面活性剂添加到至少一种还原性化合物或还原剂前体的溶液中，随后将通过合适混合系统乳化的金属氧化物分散体加入，以直接获得所需的金属氧化物含量。本专利技术还涉及净化流体在柴油型内燃机中的用途，所述流体的注入在用于处理废气的SCR和FAP系统(或者当这些组合为单一模块时的单独处理系统)的上游进行，并根据热力发动机的运行条件以规律方式运行。专利技术详述本专利技术由用于净化内燃机所排放废气的多功能流体构成。根据本专利技术的多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于热力发动机，特别是柴油发动机净化的流体，从而能够同时对废气中所含的氮的氧化物进行选择性催化还原并通过沉积在颗粒过滤器中的烟灰颗粒的催化燃烧来辅助颗粒过滤器(FAP)的再生，所述流体由包含如下成分的乳液构成：‑至少一种还原性化合物或还原性化合物前体的水性溶液，‑在烃或烃混合物中的金属氧化物分散体，‑能够产生并使得稳定的水包油型乳液稳定的表面活性剂或表面活性剂的混合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.13 FR 15609081.用于热力发动机，特别是柴油发动机净化的流体，从而能够同时对废气中所含的氮的氧化物进行选择性催化还原并通过沉积在颗粒过滤器中的烟灰颗粒的催化燃烧来辅助颗粒过滤器(FAP)的再生，所述流体由包含如下成分的乳液构成：-至少一种还原性化合物或还原性化合物前体的水性溶液，-在烃或烃混合物中的金属氧化物分散体，-能够产生并使得稳定的水包油型乳液稳定的表面活性剂或表面活性剂的混合物。2.如权利要求1所述的用于热力发动机，特别是柴油发动机净化的流体，其特征在于，单独使用或组合使用的金属离子选自以下金属列表：Fe、Cu、Ni、Co、Zn、Mn、Ti、V、Sr、Pt、Ce、Ca、Li、Na、Nb，并优选自以下列表：Fe、Ce、Cu、Sr。3.如权利要求1或2所述的用于热力发动机，特别是柴油发动机净化的流体，其特征在于，金属氧化物的分散体是在Eolys型烃混合物中的铁氧化物或铁氧化物混合物的分散体形式。4.如权利要求1至3中的一项所述的用于热力发动机，特别是柴油发动机净化的流体，其特征在于，水性溶液中的还原性化合物或还原剂前体选自脲、氨、甲酰胺和铵盐，特别是甲酸铵、氨基甲酸铵和胍盐，特别是甲酸胍。5.如权利要求1至4中的一项所述的用于热力发动机，特别是柴油发动机净化的流体，其特征在于，使用一种或多种表面活性剂与还原性化合物或还原剂前体制备的乳液中金属离子的浓度范围为10至10000ppm，优选10至5000ppm，并且更优选10至2000ppm。6.如权利要求1至5中的一项所述的用于热力发动机，特别是柴油发动机净化的流体，其特征在于，所述表面活性剂是阴离子型、阳离子型或非离子型。7.如权利要求6所述的用于热力发动机净化的流体，其特征在于，所述表面活性剂是非离子型。8.如权利要求7所述的用于热力...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·德尔马祖恩，S·罗，
申请(专利权)人：IFP新能源公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR