具有高铵含量和低凝固点的柴油机排气处理液制剂制造技术

本发明专利技术提供一种具有高铵含量和低凝固点的柴油机排气制剂。配制一种尿素、水和氨基甲酸铵的混合物用于柴油机排气中氮的氧化物的催化还原。可以配制所述混合物以将所述混合物中的还原剂的量以及所述制剂的凝固点优化。这些制剂与选择性催化还原系统结合是特别有用的，并且非常地适合用于重型卡车和越野用重型设备。这些制剂中的某些包含约15.0重量％至约40.0重量％之间的尿素；约15.0重量％至约40.0重量％之间的氨基甲酸铵；和约40.0重量％至约60.0重量％之间的水。可以监测所述制剂的氨含量和/或凝固点，并且可以调节所述制剂的组成以优化所述凝固点和氨含量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及尿素的制剂，所述制剂具有低凝固点和更高的氨含量，适合用于减少在通过燃烧产生的柴油机排气中的NOx (氮的氧化物)。
技术介绍
柴油发动机是优选的产生扭矩的设备，广泛用于从运输中的用途如重型卡车和火车、越野型农业和采矿设备到大规模就地生产电力等的应用。它们的实际上无可匹敌的功率与质量的比率以及它们的燃料的相对安全性使得它们成为用于诸如长途货运卡车、拖拉机、推土机、联合收割机、露天采矿设备、非电力机车、高容量应急发电机等的应用的几乎唯一的选择。柴油发动机在高内部温度下运行。它们的高运行温度的一个结果是，至少一部分 存在于发动机内的氮在燃烧时可以与氧结合而形成NOx，包括诸如NO和NO2的物质。它们的高运行温度的另一个结果是，在发动机的出口点或其附近的柴油机排气是非常热的。诸如NOx的化合物是成问题的，因为它容易与大气中的挥发性有机化合物结合形成烟雾。NOx被认为是一种污染物，并且实际上所有工业化国家都管制着能够合法地排入大气的水平。控制NOx排放物的规章制度预期将变得更加严格。幸运的是，发动机和设备生产商已经开发了用于减少通过柴油机燃料燃烧而产生并释放到环境中的NOx的水平的系统。尽管如此，随着对于可以被排入大气中的这些化合物的量的更加严厉的限制，仍然需要改进的用于减少NOx水平的材料和方法；本专利技术的一些方面解决了这一需求。
技术实现思路
一些实施方案提供了一种包含尿素、氨基甲酸铵和水的水溶液，所述水溶液在柴油机排气的处理中用作还原剂。一些实施方案提供了柴油机排气处理液(Diesel ExhaustFluid) (DEF)制剂，所述制剂可以在选择性催化还原(SCR)系统中使用，以减少通过柴油机燃料燃烧产生并另外被释放到大气中的NOx的水平。本文中公开的DEF包含尿素、氨基甲酸铵和水。在一些实施方案中，所述制剂包含约15. O重量％至约40. O重量％之间的尿素；约15. O重量％至约40. O重量％之间的氨基甲酸铵；和约40. O重量％至约60. O重量％之间的水。一些实施方案提供了一种水溶液，所述水溶液包含作为标准柴油机排气处理液的全年的替代品适合的氨基甲酸铵和尿素浓度。另一些其它实施方案包括在寒冷天气运行期间可以特别有用的DEF制剂。一些实施方案包括用于减少氮的氧化物的制剂，所述制剂包含约19. O重量％至约30. O重量％之间的尿素；约15. O重量％至约40. O重量％之间的氨基甲酸铵；和约40. O重量％至约60. O重量％之间的水。在一些实施方案中，所述制剂包含约19. O重量％至约25. O重量％之间的尿素；约20. O重量％至约35. O重量％之间的氨基甲酸铵；和约45. O重量％至约55. O重量％之间的水。并且，在另一些其它实施方案中，所述制剂包含约19. O重量％至约22. O重量％之间的尿素；约30. O重量％至约35. O重量％之间的氨基甲酸铵；和约45. O重量％至约50. O重量％之间的水。又一些其它实施方案包括用于减少氮的氧化物的方法，所述方法包括以下步骤提供制剂，其中所述制剂包含尿素、氨基甲酸铵和水，且适合用于NOx的SCR。在一些实施方案中，所述制剂包含约15. O重量％至约40. O重量％之间的尿素；约15. O重量％至约40. O重量％之间的氨基甲酸铵；和约40. O重量％至约60. O重量％之间的水。又一些其它实施方案包括将氨基甲酸铵以易溶的粉末形式添加至已经含有标准DEF的罐中。在一些实施方案中，这些方法包括以下步骤提供预包装量的粉末状氨基甲酸铵，所述粉末状氨基甲酸铵可以被加入到含有尿素的还原剂罐中。在一些实施方案中，这些方法包括以下步骤确定所述还原剂的组成，以确保在还原剂系统中水、尿素和氨基甲酸铵的相对水平适合于在SCR中使用并且所述新混合物显示出比常规DEF更低的凝固温度。在一些实施方案中，用于减少氮的氧化物的方法包括以下步骤提供至少一种SCR催化剂；并且使所述SCR催化剂与所述制剂接触。一些实施方案包括测量所述制剂的组 成的步骤。而另一些其它实施方案包括以下另外的步骤向还原剂制剂中添加一部分氨基甲酸铵。一些实施方案提供了适用于减少NOx排气排放物的方法和/或系统的DEF制剂，所述制剂包含约15. O重量％至约40. O重量％之间的尿素；约15. O重量％至约40. O重量％之间的氨基甲酸铵；和约40. O重量％至约60. O重量％之间的水。又一些其它实施方案包括用于减少发动机排气中的氮的氧化物的系统，所述系统包括包含还原剂的制剂，其中所述制剂包含约19. O重量％至约30. O重量％之间的尿素；约15. O重量％至约40. O重量％之间的氨基甲酸铵；和约40. O重量％至约60. O重量％之间的水；SCR催化剂，其中所述催化剂催化NOx被所述还原剂还原以形成含有N2的产物。在一些实施方案中，用于减少NOx排放物的系统包括还原剂制剂，所述还原剂制剂具有约19. O重量％至约25. O重量％之间的尿素；约20. O重量％至约35. O重量％之间的氨基甲酸铵；和约45. O重量％至约55. O重量％之间的水。在一些实施方案中，在所述系统中的制剂包含约19. O重量％至约22. O重量％之间的尿素；约30. O重量％至约35. O重量％之间的氨基甲酸铵；和约45. O重量％至约50. O重量％之间的水。在另一些其它的实施方案中，用于减少从柴油机排气中释放到大气中的NOx的系统还包括用于测量在DEF储存罐中的尿素的水平的探针。在一些实施方案中，所述系统可以包括用于调节在DEF混合物中的以下化合物中至少一种的水平的装置，其中所述化合物选自尿素、氨基甲酸铵和水。可以使用泵、粉末输送机等或通过向DEF储存罐和/或系统中手工添加各种组分而调节这些组分的水平，目的是以控制的方式改变罐中材料的组成。附图说明图I是用于柴油发动机的代表性SCR排气处理系统的示意图。具体实施例方式为了促进对于本新型技术的原理的理解，现在参考其优选的实施方案，并且将使用具体的语言描述所述实施方案。不过应理解，由此不意在限制本新型技术的范围，预期通常会被本新型技术相关领域的技术人员想到的本新型技术的原理的这些变更、修改以及进一步的应用在本公开和要求保护的范围内。除非暗指或另外明确说明，如本文所使用的术语“约”指的是包括所述值正负百分之10的值范围，例如，约I. O包括值O. 9至I. I的范围。大多数工业化国家对可以被柴油发动机释放到大气中的NOx的水平进行了限制。在美国，环境保护局(EPA)是负责管制柴油发动机排气排放的联邦政府机关。EPA提出了控制可以被柴油发动机动力越野设备合法地排入大气的NOx的水平的新规章制度。这些新的规章制度称为‘Final Tier4’。EPA的Final Tier 4标准要求将越野运行的柴油发动机的NOx排放物限制在不多于O. 4g/kW-h。当前可获得的用于减少从柴油机排气烟雾中排放的NOx排放物的量的技术包括选择性催化还原(SCR)。这一技术广泛应用于减少来自重型柴油发动机的NOx排放物，并且利用柴油机排气烟雾中存在的高温。通过SCR催化剂催化的典型的化学反应是NOx如NO2或NO还原为N2和H20。在基于SCR的排气处理系统中，氮的氧化形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于减少柴油发动机排气中的氮的氧化物的制剂，所述制剂包含：尿素；氨基甲酸铵；和水。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·M·哈里斯，波奈雅·阿扬潘，达南·窦，
申请(专利权)人：迪尔公司，
类型：发明
国别省市：