本发明属于设备制备技术领域；具体涉及一种使用含铕催化剂的氮氧化物催化还原反应器。
背景技术
随着经济的发展，汽车保有量飞速增加，汽车尾气造成的环境污染日益严重。柴油车因其动力与经济性能优越，逐渐成为机动车的主流，而柴油车尾气的主要污染物为碳烟颗粒物和氮氧化物，如何高效的解决该问题成了人们研究的热点。
cn102032030a公开了一种汽车尾气催化还原后处理器的复合单元，其特征在于：在混合单元的内壁和外壁上涂敷有陶瓷涂层，且表面层均匀致密的分布纳米级的tio2颗粒；催化还原后处理器为方形箱体，其内腔隔板和端头封板的内侧上涂敷有陶瓷涂层，且表面层均匀致密的分布纳米级的tio2颗粒。是对一种在商用车上应用的催化还原后处理器的结构进行改进，优化结构参数，改善尿素混合单元的效果，增加陶瓷涂层，且表面层均匀致密的分布纳米级的tio2颗粒，强化尿素分解功能，并具有降噪和一定的保温效果，具有很高的实用价值。
cn102580531a公开了一种尾气催化还原剂及其制备方法，属于化工技术领域。该发明主要针对现有车用尾气催化还原剂的低温性能只能在-11℃使用的特点，从还原剂的基本机理出发复配一种可以在低温-25℃～-40℃环境下正常使用，并且符合scr还原系统的车用抗低温尾气催化还原剂，该发明的组分按重量百分比计包括adblue30%～60%，碳酸铵10%～40%，甲醇10%～40%,低分子量聚醚胺0.02%～0.2%,超纯水10%～35%，其调和工艺过程为溶解、提纯、灌装。所得成品适用于-11℃以下环境使用，并且完全满足scr系统正常
cn101811065a公开了一种催化还原剂的生产工艺，尤其是车用的尾气催化还原剂生产工艺，属于化工技术领域。该发明采用连续过滤以及离子交换技术，利用传统尿素不同杂质的属性，通过连续提纯以及对金属以及非金属离子的吸附交换，对普通尿素进行车用级提纯，使得普通尿素通过槽式连续提纯和离子交换工艺制备高纯度的尾气催化还原剂，保证scr系统正常工作。与传统的结晶工艺相比，其有益效果是：采用开创性的工艺方法，无需化学制剂，无任何排放，生产连续化，操作简单。在保证低成本、节能环保的前提下，能够生产质量稳定的尾气催化还原剂-aus32，为国内scr系统的大范围的推广奠定了原料供应的基础。
国内尚没有先进、成熟的柴油车尾气催化净化技术，现有的柴油车尾气催化净化技术已经满足不了越来越苛刻的排放法规要求。
技术实现要素：
为了克服背景技术中存在的不足，本发明提供一种使用含铕催化剂的氮氧化物催化还原反应器。
本发明所用的技术方案为：
一种使用含铕催化剂的氮氧化物催化还原反应器，其主要部件由氮氧化物催化还原反应器主体、尿素溶液供给系统和控制系统组成；所述的尿素溶液供给系统包括尿素溶液箱、溶液供给泵和溶液喷雾器；所述的溶液供给泵通过管道和尿素溶液箱、溶液喷雾器连接；工作时，溶液供给泵通过压缩气体，将尿素溶液通过溶液喷雾器以喷雾形式喷到氮氧化物催化还原反应器主体中；所述的控制系统通过传感器与各个部件相连，其中尿素溶液箱种由溶液液面传感器和温度传感器，催化还原反应器主体中包含有尾气温度传感器和排放传感器；所述的催化还原反应器主体由外壳和催化剂载体组成；所述的催化剂载体由三个金属载体组成，其特征在于所述的催化剂金属载体中负载的是一种催化还原反应用含铕催化剂。
所述的金属载体为孔径为0.5-1.0mm的蜂窝状材料，是由铁铬铝的合金材料制备而成。
所述的尿素溶液为尿素、低分子量聚醚胺、乙二醇和纯化水按照质量比5-15:2-7:10-15:100-120配置得到。
所述一种催化还原反应用含铕催化剂的催化剂金属载体按照如下方法进行制备：
按照质量分数，将1.0-1.5份的钛酸丁酯、6-10份的甲酸和10-20份的乙醇加入到反应釜中搅拌30-40min混合均匀；然后另取1.6-2.8份的仲钨酸铵、2.6-3.8份的硝酸镧、1.2-1.8份的硝酸银、2.8-5.6份的草酸溶于30-60份的纯化水中得到混合溶液；将混合溶液在剧烈搅拌下加入到反应釜中，形成混合溶胶；将预处理好的金属载体浸泡在形成的混合溶胶中，缓慢取出，自然晾干10-15h，然后在100-120℃下烘干60-120min；然后将金属载体放入马弗炉中在500-600℃下焙烧300-500min；完成焙烧后随炉冷却；
按照质量份数，将1.2-1.8份的氢氧化钡和6.8-8.2份的氢氧化镁溶解分散于10-15份的甘油中，然后加入1.2-3.6份的氨水，和2.5-3.5份硫脲，水10-15份，0.05-0.5份铋六氟-2,4-戊二酮酸,0.05-0.5份1-(2,3-二氯苯基)双胍盐酸盐,3-10份二甲氨基二硫代甲酸镍,0.001-0.009份的三(二萘基亚甲基)单菲咯啉铕,超声条件下分散60-120min；完成分散后将金属载体浸泡在溶液中，缓慢取出，自然晾干10-15h，然后先在氮气保护下，于120-150℃下处理2-6h，即可得到一种催化还原反应用含铕催化剂。
所述金属载体按照如下方法进行预处理：
将金属载体使用碱水浸泡30-40min，后用纯化水冲洗5-10s，然后用丙酮淋洗一次，然后自然风干后，在800-900℃焙烧120-180min，焙烧完成后备用；然后按照质量份数，将70-100份的正硅酸乙酯溶解于150-200份的质量份数为60%-80%的乙醇中，搅拌均匀后将0.5-1.1份的硝酸加入到反应釜中，搅拌20-30min后将含有15-30份硝酸铝和5-10份硝酸铁的水溶液160-180份加入到反应釜中，搅拌40-60min后静置老化18-24h；然后将金属载体浸泡在老化好的溶液中，缓慢取出后，自然晾干10-15h，然后在60-80℃下烘干5-10h；然后将金属载体放入马弗炉中在500-600℃下焙烧5-10min，重复以上操作2-6次，即完成对金属载体的处理。
本发明和现有技术相比所具有的优点是：本发明在负载少量贵金属的情况下制备了一种使用含铕催化剂的氮氧化物催化还原反应器，以金属合金为基础载体，负载一种催化还原反应用含铕催化剂，该催化剂在中温区间具有较高的催化活性，且具有较强的抗二氧化硫中毒能力，是一种机油前景的柴油车尾气催化净化技术。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
一种使用含铕催化剂的氮氧化物催化还原反应器，其主要部件由氮氧化物催化还原反应器主体、尿素溶液供给系统和控制系统组成；所述的尿素溶液供给系统包括尿素溶液箱、溶液供给泵和溶液喷雾器；所述的溶液供给泵通过管道和尿素溶液箱、溶液喷雾器连接；工作时，溶液供给泵通过压缩气体，将尿素溶液通过溶液喷雾器以喷雾形式喷到氮氧化物催化还原反应器主体中；所述的控制系统通过传感器与各个部件相连，其中尿素溶液箱种由溶液液面传感器和温度传感器，催化还原反应器主体中包含有尾气温度传感器和排放传感器；所述的催化还原反应器主体由外壳和催化剂载体组成；所述的催化剂载体由三个金属载体组成，其特征在于所述的催化剂金属载体中负载的是一种催化还原反应用含铕催化剂。
所述的金属载体为孔径为0.5-1.0mm的蜂窝状材料，是由铁铬铝的合金材料制备而成。
所述的尿素溶液为尿素、低分子量聚醚胺、乙二醇和纯化水按照质量比10:5:13:110配置得到。
所述一种催化还原反应用含铕催化剂的催化剂金属载体按照如下方法进行制备：
按照质量分数，将1.3份的钛酸丁酯、8份的甲酸和15份的乙醇加入到反应釜中搅拌35min混合均匀；然后另取2.2份的仲钨酸铵、3.4份的硝酸镧、1.6份的硝酸银、3.6份的草酸溶于50份的纯化水中得到混合溶液；将混合溶液在剧烈搅拌下加入到反应釜中，形成混合溶胶；将预处理好的金属载体浸泡在形成的混合溶胶中，缓慢取出，自然晾干13h，然后在100-120℃下烘干90min；然后将金属载体放入马弗炉中在550℃下焙烧400min；完成焙烧后随炉冷却；
按照质量份数，将1.6份的氢氧化钡和8份的氢氧化镁溶解分散于12份的甘油中，然后加入2份的氨水，和3份硫脲，水12份，0.1份铋六氟-2,4-戊二酮酸,0.1份1-(2,3-二氯苯基)双胍盐酸盐,5份二甲氨基二硫代甲酸镍,0.005份的三(二萘基亚甲基)单菲咯啉铕,超声条件下分散80min；完成分散后将金属载体浸泡在溶液中，缓慢取出，自然晾干12h，然后先在氮气保护下，于130℃下处理4h，即可得到一种催化还原反应用含铕催化剂。
所述金属载体按照如下方法进行预处理：
将金属载体使用碱水浸泡35min，后用纯化水冲洗8s，然后用丙酮淋洗一次，然后自然风干后，在850℃焙烧150min，焙烧完成后备用；然后按照质量份数，将90份的正硅酸乙酯溶解于170份的质量份数为70%的乙醇中，搅拌均匀后将0.8份的硝酸加入到反应釜中，搅拌25min后将含有20份硝酸铝和8份硝酸铁的水溶液170份加入到反应釜中，搅拌50min后静置老化22h；然后将金属载体浸泡在老化好的溶液中，缓慢取出后，自然晾干13h，然后在70℃下烘干8h；然后将金属载体放入马弗炉中在550℃下焙烧8min，重复以上操作4次，即完成对金属载体的处理。
本实验制得的催化剂比表面积为133.4m2/g，在150℃时催化nox转化率为95.1%。
实施例2
一种使用含铕催化剂的氮氧化物催化还原反应器，其主要部件由氮氧化物催化还原反应器主体、尿素溶液供给系统和控制系统组成；所述的尿素溶液供给系统包括尿素溶液箱、溶液供给泵和溶液喷雾器；所述的溶液供给泵通过管道和尿素溶液箱、溶液喷雾器连接；工作时，溶液供给泵通过压缩气体，将尿素溶液通过溶液喷雾器以喷雾形式喷到氮氧化物催化还原反应器主体中；所述的控制系统通过传感器与各个部件相连，其中尿素溶液箱种由溶液液面传感器和温度传感器，催化还原反应器主体中包含有尾气温度传感器和排放传感器；所述的催化还原反应器主体由外壳和催化剂载体组成；所述的催化剂载体由三个金属载体组成，其特征在于所述的催化剂金属载体中负载的是一种催化还原反应用含铕催化剂。
所述的金属载体为孔径为0.5-1.0mm的蜂窝状材料，是由铁铬铝的合金材料制备而成。
所述的尿素溶液为尿素、低分子量聚醚胺、乙二醇和纯化水按照质量比5:2:10:100配置得到。
所述一种催化还原反应用含铕催化剂的催化剂金属载体按照如下方法进行制备：
按照质量分数，将1.0份的钛酸丁酯、6份的甲酸和10份的乙醇加入到反应釜中搅拌30min混合均匀；然后另取1.6份的仲钨酸铵、2.6份的硝酸镧、1.2-1.8份的硝酸银、2.8份的草酸溶于30份的纯化水中得到混合溶液；将混合溶液在剧烈搅拌下加入到反应釜中，形成混合溶胶；将预处理好的金属载体浸泡在形成的混合溶胶中，缓慢取出，自然晾干10h，然后在100℃下烘干60min；然后将金属载体放入马弗炉中在500℃下焙烧300min；完成焙烧后随炉冷却；
按照质量份数，将1.2份的氢氧化钡和6.8份的氢氧化镁溶解分散于10份的甘油中，然后加入1.2份的氨水，和2.5份硫脲，水10份，0.05份铋六氟-2,4-戊二酮酸,0.05份1-(2,3-二氯苯基)双胍盐酸盐,3份二甲氨基二硫代甲酸镍,0.001份的三(二萘基亚甲基)单菲咯啉铕,超声条件下分散60min；完成分散后将金属载体浸泡在溶液中，缓慢取出，自然晾干10h，然后先在氮气保护下，于120℃下处理2h，即可得到一种催化还原反应用含铕催化剂。
所述金属载体按照如下方法进行预处理：
将金属载体使用碱水浸泡30min，后用纯化水冲洗5s，然后用丙酮淋洗一次，然后自然风干后，在800℃焙烧120min，焙烧完成后备用；然后按照质量份数，将70份的正硅酸乙酯溶解于150份的质量份数为60%的乙醇中，搅拌均匀后将0.5份的硝酸加入到反应釜中，搅拌20min后将含有15份硝酸铝和5份硝酸铁的水溶液160份加入到反应釜中，搅拌40min后静置老化18h；然后将金属载体浸泡在老化好的溶液中，缓慢取出后，自然晾干10h，然后在60℃下烘干5h；然后将金属载体放入马弗炉中在500℃下焙烧5min，重复以上操作2次，即完成对金属载体的处理。
本实验制得的催化剂比表面积为128.1m2/g，在150℃时催化nox转化率为94.8%。
实施例3
一种使用含铕催化剂的氮氧化物催化还原反应器，其主要部件由氮氧化物催化还原反应器主体、尿素溶液供给系统和控制系统组成；所述的尿素溶液供给系统包括尿素溶液箱、溶液供给泵和溶液喷雾器；所述的溶液供给泵通过管道和尿素溶液箱、溶液喷雾器连接；工作时，溶液供给泵通过压缩气体，将尿素溶液通过溶液喷雾器以喷雾形式喷到氮氧化物催化还原反应器主体中；所述的控制系统通过传感器与各个部件相连，其中尿素溶液箱种由溶液液面传感器和温度传感器，催化还原反应器主体中包含有尾气温度传感器和排放传感器；所述的催化还原反应器主体由外壳和催化剂载体组成；所述的催化剂载体由三个金属载体组成，其特征在于所述的催化剂金属载体中负载的是一种催化还原反应用含铕催化剂。
所述的金属载体为孔径为0.5-1.0mm的蜂窝状材料，是由铁铬铝的合金材料制备而成。
所述的尿素溶液为尿素、低分子量聚醚胺、乙二醇和纯化水按照质量比15:7:15:120配置得到。
所述一种催化还原反应用含铕催化剂的催化剂金属载体按照如下方法进行制备：
按照质量分数，将1.5份的钛酸丁酯、10份的甲酸和20份的乙醇加入到反应釜中搅拌40min混合均匀；然后另取2.8份的仲钨酸铵、3.8份的硝酸镧、1.8份的硝酸银、5.6份的草酸溶于60份的纯化水中得到混合溶液；将混合溶液在剧烈搅拌下加入到反应釜中，形成混合溶胶；将预处理好的金属载体浸泡在形成的混合溶胶中，缓慢取出，自然晾干15h，然后在120℃下烘干120min；然后将金属载体放入马弗炉中在600℃下焙烧500min；完成焙烧后随炉冷却；
按照质量份数，将1.8份的氢氧化钡和8.2份的氢氧化镁溶解分散于15份的甘油中，然后加入3.6份的氨水，和3.5份硫脲，水15份，0.5份铋六氟-2,4-戊二酮酸,0.5份1-(2,3-二氯苯基)双胍盐酸盐,10份二甲氨基二硫代甲酸镍,0.009份的三(二萘基亚甲基)单菲咯啉铕,超声条件下分散120min；完成分散后将金属载体浸泡在溶液中，缓慢取出，自然晾干15h，然后先在氮气保护下，于150℃下处理6h，即可得到一种催化还原反应用含铕催化剂。
所述金属载体按照如下方法进行预处理：
将金属载体使用碱水浸泡40min，后用纯化水冲洗10s，然后用丙酮淋洗一次，然后自然风干后，在900℃焙烧180min，焙烧完成后备用；然后按照质量份数，将100份的正硅酸乙酯溶解于200份的质量份数为80%的乙醇中，搅拌均匀后将1.1份的硝酸加入到反应釜中，搅拌30min后将含有30份硝酸铝和10份硝酸铁的水溶液180份加入到反应釜中，搅拌60min后静置老化24h；然后将金属载体浸泡在老化好的溶液中，缓慢取出后，自然晾干15h，然后在80℃下烘干10h；然后将金属载体放入马弗炉中在600℃下焙烧10min，重复以上操作6次，即完成对金属载体的处理。
本实验制得的催化剂比表面积为140.1m2/g，在150℃时催化nox转化率为96.4.%。
实施例4
本发明所用的技术方案为：
一种使用含铕催化剂的氮氧化物催化还原反应器，其主要部件由氮氧化物催化还原反应器主体、尿素溶液供给系统和控制系统组成；所述的尿素溶液供给系统包括尿素溶液箱、溶液供给泵和溶液喷雾器；所述的溶液供给泵通过管道和尿素溶液箱、溶液喷雾器连接；工作时，溶液供给泵通过压缩气体，将尿素溶液通过溶液喷雾器以喷雾形式喷到氮氧化物催化还原反应器主体中；所述的控制系统通过传感器与各个部件相连，其中尿素溶液箱种由溶液液面传感器和温度传感器，催化还原反应器主体中包含有尾气温度传感器和排放传感器；所述的催化还原反应器主体由外壳和催化剂载体组成；所述的催化剂载体由三个金属载体组成，其特征在于所述的催化剂金属载体中负载的是一种催化还原反应用含铕催化剂。
所述的金属载体为孔径为0.5-1.0mm的蜂窝状材料，是由铁铬铝的合金材料制备而成。
所述的尿素溶液为尿素、低分子量聚醚胺、乙二醇和纯化水按照质量比5:2:10:100配置得到。
所述一种催化还原反应用含铕催化剂的催化剂金属载体按照如下方法进行制备：
按照质量分数，将1.0份的钛酸丁酯、6份的甲酸和10份的乙醇加入到反应釜中搅拌30min混合均匀；然后另取1.6份的仲钨酸铵、2.6份的硝酸镧、1.2-1.8份的硝酸银、2.8份的草酸溶于30份的纯化水中得到混合溶液；将混合溶液在剧烈搅拌下加入到反应釜中，形成混合溶胶；将预处理好的金属载体浸泡在形成的混合溶胶中，缓慢取出，自然晾干10h，然后在100℃下烘干60min；然后将金属载体放入马弗炉中在500℃下焙烧300min；完成焙烧后随炉冷却；
按照质量份数，将1.2份的氢氧化钡和8.2份的氢氧化镁溶解分散于10份的甘油中，然后加入1.8份的氨水，和2.6份硫脲，水11份，0.05份铋六氟-2,4-戊二酮酸,0.05份1-(2,3-二氯苯基)双胍盐酸盐,10份二甲氨基二硫代甲酸镍,0.009份的三(二萘基亚甲基)单菲咯啉铕,超声条件下分散60min；完成分散后将金属载体浸泡在溶液中，缓慢取出，自然晾干11h，然后先在氮气保护下，于120℃下处理4h，即可得到一种催化还原反应用含铕催化剂。
所述金属载体按照如下方法进行预处理：
将金属载体使用碱水浸泡40min，后用纯化水冲洗10s，然后用丙酮淋洗一次，然后自然风干后，在900℃焙烧180min，焙烧完成后备用；然后按照质量份数，将100份的正硅酸乙酯溶解于200份的质量份数为80%的乙醇中，搅拌均匀后将1.1份的硝酸加入到反应釜中，搅拌30min后将含有30份硝酸铝和10份硝酸铁的水溶液180份加入到反应釜中，搅拌60min后静置老化24h；然后将金属载体浸泡在老化好的溶液中，缓慢取出后，自然晾干15h，然后在80℃下烘干10h；然后将金属载体放入马弗炉中在600℃下焙烧10min，重复以上操作6次，即完成对金属载体的处理。
本实验制得的催化剂比表面积为136.7m2/g，在150℃时催化nox转化率为94.7%。
实施例5
本发明所用的技术方案为：
一种使用含铕催化剂的氮氧化物催化还原反应器，其主要部件由氮氧化物催化还原反应器主体、尿素溶液供给系统和控制系统组成；所述的尿素溶液供给系统包括尿素溶液箱、溶液供给泵和溶液喷雾器；所述的溶液供给泵通过管道和尿素溶液箱、溶液喷雾器连接；工作时，溶液供给泵通过压缩气体，将尿素溶液通过溶液喷雾器以喷雾形式喷到氮氧化物催化还原反应器主体中；所述的控制系统通过传感器与各个部件相连，其中尿素溶液箱种由溶液液面传感器和温度传感器，催化还原反应器主体中包含有尾气温度传感器和排放传感器；所述的催化还原反应器主体由外壳和催化剂载体组成；所述的催化剂载体由三个金属载体组成，其特征在于所述的催化剂金属载体中负载的是一种催化还原反应用含铕催化剂。
所述的金属载体为孔径为0.5-1.0mm的蜂窝状材料，是由铁铬铝的合金材料制备而成。
所述的尿素溶液为尿素、低分子量聚醚胺、乙二醇和纯化水按照质量比15:7:15:120配置得到。
所述一种催化还原反应用含铕催化剂的催化剂金属载体按照如下方法进行制备：
按照质量分数，将1.5份的钛酸丁酯、10份的甲酸和20份的乙醇加入到反应釜中搅拌40min混合均匀；然后另取2.8份的仲钨酸铵、3.8份的硝酸镧、1.8份的硝酸银、5.6份的草酸溶于60份的纯化水中得到混合溶液；将混合溶液在剧烈搅拌下加入到反应釜中，形成混合溶胶；将预处理好的金属载体浸泡在形成的混合溶胶中，缓慢取出，自然晾干15h，然后在120℃下烘干120min；然后将金属载体放入马弗炉中在600℃下焙烧500min；完成焙烧后随炉冷却；
按照质量份数，将1.6份的氢氧化钡和6.8份的氢氧化镁溶解分散于10份的甘油中，然后加入3份的氨水，和2.5份硫脲，水10份，0.5份铋六氟-2,4-戊二酮酸,0.5份1-(2,3-二氯苯基)双胍盐酸盐,3份二甲氨基二硫代甲酸镍,0.003份的三(二萘基亚甲基)单菲咯啉铕,超声条件下分散120min；完成分散后将金属载体浸泡在溶液中，缓慢取出，自然晾干15h，然后先在氮气保护下，于150℃下处理2h，即可得到一种催化还原反应用含铕催化剂。
所述金属载体按照如下方法进行预处理：
将金属载体使用碱水浸泡30min，后用纯化水冲洗5s，然后用丙酮淋洗一次，然后自然风干后，在800℃焙烧120min，焙烧完成后备用；然后按照质量份数，将70份的正硅酸乙酯溶解于150份的质量份数为60%的乙醇中，搅拌均匀后将0.5份的硝酸加入到反应釜中，搅拌20min后将含有15份硝酸铝和5份硝酸铁的水溶液160份加入到反应釜中，搅拌40min后静置老化18h；然后将金属载体浸泡在老化好的溶液中，缓慢取出后，自然晾干10h，然后在60℃下烘干5h；然后将金属载体放入马弗炉中在500℃下焙烧5min，重复以上操作2次，即完成对金属载体的处理。
本实验制得的催化剂比表面积为130.9m2/g，在150℃时催化nox转化率为95.6%。
对比例1
制备组分中不包含仲钨酸铵，其它同实施例1。
本实验制得的催化剂比表面积为116.7m2/g，在150℃时催化nox转化率为91.2%。
对比例2
制备组分中不包含铋六氟-2,4-戊二酮酸，其它同实施例1。
本实验制得的催化剂比表面积为124.8m2/g，在150℃时催化nox转化率为88.1%。
对比例3
制备组分中不包含1-(2,3-二氯苯基)双胍盐酸盐，其它同实施例1。
本实验制得的催化剂比表面积为128.9m2/g，在150℃时催化nox转化率为89.3%。
对比例4
制备组分中不包含二甲氨基二硫代甲酸镍，其它同实施例1。
本实验制得的催化剂比表面积为122.8.4m2/g，在150℃时催化nox转化率为81.8%。
对比例5
制备组分中不包含三(二萘基亚甲基)单菲咯啉铕，其它同实施例1。
本实验制得的催化剂比表面积为127.2m2/g，在150℃时催化nox转化率为90.3%。