本发明涉及汽车尾气处理技术领域，具体涉及一种含纳米级催化剂的车用尿素的生产工艺。
背景技术：
scr技术是通过强化发动机机内燃烧来降低颗粒物(pm)的生成，然后利用尿素溶液对nox在scr催化器上进行催化还原；从而改善燃油消耗、抗硫中毒能力强等优点；在高温下，尿素溶液气化后分解产生nh3，在催化剂作用下，nh3与尾气中的nox反应，生成无害的h2o和n2。
然而车用柴油机废气中氮氧化物、硫氧化物和烟尘等成分含量各不相同，尿素分解为nh3过程中的中间产物异氰酸易于溶液中尿素或缩二脲反应，生成难以分解三聚氰酸，在更高温度下，三聚氰酸进一步缩合成三聚氰胺。未被分解的尿素、三聚氰酸和三聚氰胺等经过长期沉积附着在尾气管道、混合器及scr催化剂上，影响了原有气体流畅性，进而导致scr系统堵塞；scr系统堵塞会直接导致汽车油耗增大，尾气排放恶化，严重时会造成发动机损坏。
现有的车用尿素一般在低于-11℃的时候会结晶，实际使用中在-20℃时会完全上冻，使其在北方尤其是东北等冬季寒冷天气下的使用受到限制。在低温下nox的排放进一步增加，增加了车的应用成本。zl201710409586.0”公开了一种具有低温性能的柴油车用尿素溶液；该车用尿素溶液具有比普通车用尿素更低的凝固点，虽然解决的低温下尿素溶液凝固对车的损坏；但尿素分散性差，nox转化效率不高的问题。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种含纳米级催化剂的车用尿素的生产工艺，以解决现有车用尿素不能在具备低的凝固点同时提高nox转化效率的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
设计一种含纳米级催化剂的车用尿素的生产工艺，包括如下步骤：
1）取等质量的偏钒酸铵和柠檬酸，用去离子水配制成质量分数为0.9～1.0%溶液，按照溶液质量添加0.45～0.50%的偏铝酸钠，在搅拌过程中加入纳米级wo3/tio2混合物粉末，进行超声震荡20～45min，放入温控电炉中在550℃温度下高温焙烧1.5～2小时，然后自然冷却到室温后放入-5～-4℃冷冻20～30min；
2）将步骤1）得到的物质放入650～680℃加热20～30分钟后自然冷却到室温得到纳米催化剂；
3）用去离子水配制尿素饱和溶液，对尿素饱和溶液进行减压、闪蒸处理，用孔径为0.2～0.5μm的滤膜的尿素水溶液进行过滤；将过滤后的尿素溶液置入多级液膜结晶釜；将得到的尿素加入去离子水，配制成尿素溶液；
4）向步骤3）所得到尿素溶液中加入乙醇胺、乙醇、乙二醇、碳酸氢铵、聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物充分混匀后，加入步骤2）得到的纳米催化剂，混匀后制得含纳米级催化剂的车用尿素。
优选的，所述纳米级催化剂的车用尿素，包括如下重量份的原料：尿素40～45份、高纯水70～75份、乙醇胺8～9份、乙醇5～7份、乙二醇3～5份、碳酸氢铵7～10份、聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物2.0～2.5份、上述纳米催化剂1.5～1.8份。
优选的，在步骤3）中，所述减压是将压力减至0.10～0.14mpa条件下处理。
优选的，所述多级液膜结晶釜包括4段温度逐级降低的冷段，每个冷段的温度差至少为10摄氏度，尿素饱和溶液与第一冷段的温差为30～50℃。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：
本发明的通过制备的纳米级催化剂，可以有效降低尿素的熔点，提高nox的转化率，能有效降低车用尿素重金属环境污染问题，提高车用尿素降解吸收氮氧化物的效率，解决低温结晶问题。
在本发明聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚具有优良的分散、扩散特性，能够提高尿素的分散性，从而促进尿素的分解产生更多的nh3，增大nox的转化率；偏钒酸铵可以催化nox与nh3的催化还原反应，提高反应素率；本发明生产的纳米催化剂作为助剂和稳定剂，有助于tio2的相变，有助于提高催化剂的稳定性，提高催化剂的催化活性；tio2呈高均匀分散状态，在tio2中引入wo3/moo3可增大颗粒之间形成的内孔孔径，从而促进活性组分的分散，增大催化剂与尿素的接触面积，提高nox的转化率。
具体实施方式
下面结合实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。在以下实施例中所涉及的仪器设备如无特别说明，均为常规仪器设备；所涉及的原料如无特别说明，均为市售常规工业原料；所涉及的加工制作方法，如无特别说明，均为常规方法。
实施例1：一种含纳米级催化剂的车用尿素的生产工艺，包括如下步骤：
1）取91g偏钒酸铵和91g柠檬酸，溶于1000ml的去离子水中，用加入45g的偏铝酸钠，在搅拌过程中加入23g纳米级wo3/tio2混合物粉末，进行超声震荡30min，放入温控电炉中在550～560℃温度下高温焙烧1.5小时，然后自然冷却到室温后放入-4℃冷冻30min；
2）将步骤1）得到的物质放入650℃加热20分钟后自然冷却到室温得到纳米催化剂；
3）用去离子水配制尿素饱和溶液，对尿素饱和溶液进行减压、闪蒸处理，减压是减至0.10～0.14mpa，用孔径为0.2μm的滤膜的尿素水溶液进行过滤；将过滤后的尿素溶液置入多级液膜结晶釜；将得到的尿素加入去离子水，配制成尿素溶液；其中多级液膜结晶釜包括4段温度逐级降低的冷段，第一冷段温度为35℃，第二冷段温度为20℃，第三冷段温度为5℃；
4）向步骤3）所得到尿素溶液中加入乙醇胺、乙醇、乙二醇、碳酸氢铵、聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物充分混匀后加入步骤2）得到的纳米催化剂，制得含纳米级催化剂的车用尿素；其中配制的纳米级催化剂的车用尿素，包括如下重量份的原料：尿素40份、高纯水70份、乙醇胺8份、乙醇5份、乙二醇3份、碳酸氢铵7份、聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物2.0份、上述纳米催化剂1.5～1.8份。
实施例2：与实施例1的不同之处在于：
一种含纳米级催化剂的车用尿素的生产工艺，包括如下步骤：
1）取95g偏钒酸铵和95g柠檬酸，溶于1000ml的去离子水中，用加入50g的偏铝酸钠，在搅拌过程中加入22g纳米级wo3/tio2混合物粉末，进行超声震荡30min，放入温控电炉中在550℃温度下高温焙烧1.5小时，然后自然冷却到室温后放入-5℃冷冻25min；
2）将步骤1）得到的物质放入650℃加热20分钟后自然冷却到室温得到纳米催化剂；
3）用去离子水配制尿素饱和溶液，对尿素饱和溶液进行减压、闪蒸处理，减压是减至0.10mpa，用孔径为0.5μm的滤膜的尿素水溶液进行过滤；将过滤后的尿素溶液置入多级液膜结晶釜；将得到的尿素加入去离子水，配制成尿素溶液；其中多级液膜结晶釜包括4段温度逐级降低的冷段，第一冷段温度为45℃，第二冷段温度为25℃，第三冷段温度为5℃、；
4）向步骤3）所得到尿素溶液中加入乙醇胺、乙醇、乙二醇、碳酸氢铵、聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物充分混匀后加入步骤2）得到的纳米催化剂，制得含纳米级催化剂的车用尿素；其中配制的纳米级催化剂的车用尿素，包括如下重量份的原料：尿素45份、高纯水75份、乙醇胺9份、乙醇7份、乙二醇5份、碳酸氢铵10份、聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物2.5份、权利要求1制得的纳米催化剂1.8份。
实施例3：与实施例1的不同之处在于：
一种含纳米级催化剂的车用尿素的生产工艺，包括如下步骤：
1）取100g偏钒酸铵和100g柠檬酸，溶于1000ml的去离子水中，用加入45g的偏铝酸钠，在搅拌过程中加入23g纳米级wo3/tio2混合物粉末，进行超声震荡30min，放入温控电炉中在550～560℃温度下高温焙烧1.5小时，然后自然冷却到室温后放入-4℃冷冻20min；
2）将步骤1）得到的物质放入650℃加热20分钟后自然冷却到室温得到纳米催化剂；
3）用去离子水配制尿素饱和溶液，对尿素饱和溶液进行减压、闪蒸处理，减压是减至0.14mpa，用孔径为0.2μm的滤膜的尿素水溶液进行过滤；将过滤后的尿素溶液置入多级液膜结晶釜；将得到的尿素加入去离子水，配制成尿素溶液；其中多级液膜结晶釜包括4段温度逐级降低的冷段，第一冷段温度为40℃，第二冷段温度为25℃，第三冷段温度为5℃；
4）向步骤3）所得到尿素溶液中加入乙醇胺、乙醇、乙二醇、碳酸氢铵、聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物充分混匀后加入步骤2）得到的纳米催化剂，制得含纳米级催化剂的车用尿素；其中配制的纳米级催化剂的车用尿素，包括如下重量份的原料：尿素42份、高纯水70份、乙醇胺8份、乙醇6份、乙二醇3份、碳酸氢铵7份、聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物2.0份、上述纳米催化剂1.6份。对照组采用中国专利文献“一种具有低温性能的柴油车用尿素溶液及其制备方法(专利号：zl201710409586.0)”中实施例1所述的方法制备车用尿素。
试验及结果
试验结果表明，本发明的尿素nox转化效率高达94%以上；远远高于对照组。
上面结合实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。