一種車用尿素溶液生產系統的製作方法

2023-07-02 12:33:31

本發明涉及尿素生產技術領域，特別是涉及一種車用尿素溶液生產系統。

背景技術：

車用尿素溶液可將汽車尾氣中的氮氧化物轉化成無害的氮氣和水，既節能又環保，使車輛尾氣達到國家規定的排放標準。車用尿素溶液的反應單元，簡稱scr系統，該系統強制實施於國ⅳ標準的柴油車。要達到國ⅳ排放標準，在汽車排放尾氣處理上就要選擇適合的scr技術。目前隨著國家國ⅳ排放標準全面執行，作為國ⅳ標準尾氣處理重要組成部分的車用尿素，其缺口很大，滿足不了日益增長的國ⅳ標準汽車的需要。按照全國柴油消耗量計算，如果全部採用國ⅳ標準，年需要車用尿素約600-900萬噸(車用尿素與柴油比例約1比20)，而目前全國車用尿素產能不足，不能滿足市場需要。目前大型、小型車用尿素項目紛紛上馬，將成為今後發展的熱點。

車用尿素溶液傳統的生產工藝是採用高純尿素與高純水勾兌法，一般採用尿素生產商提供的高純尿素，加上優於國家電子級一級純水標準的高純水進行勾兌，生產出合格的車用尿素溶液。車用尿素溶液中尿素的質量百分比含量在31.8％-33.2％之間，並符合中國汽車工程協會2013年車用尿素技術規範。傳統的車用尿素溶液生產工藝的缺點是成本高，高純尿素單價在3500元/噸以上，按每噸高純尿素可以生產3噸車用尿素溶液計算，每噸車用尿素溶液的價格至少在1150元以上，價格昂貴。

基於上述原因，有必要提供一種新的車用尿素溶液生產技術，以降低車用尿素溶液的生產成本，提高市場競爭力，配合國家國ⅳ排放標準執行。

技術實現要素：

本發明主要解決的技術問題是提供一種車用尿素溶液生產系統，具有生產成本低、運行可靠穩定的優點。

為解決上述技術問題，本發明採用的一個技術方案是：一種車用尿素溶液生產系統，包括原水箱，原水箱之後依次設置有多介質過濾器、活性炭過濾器和保安過濾器，所述保安過濾器通過一級ro反滲透高壓泵與一級ro反滲透膜過濾器連接，所述一級ro反滲透膜過濾器通過二級ro反滲透高壓泵與二級ro反滲透膜過濾器連接，所述二級ro反滲透膜過濾器之後設置有反滲透水箱，所述反滲透水箱通過edi送水泵與uv殺菌機連接，所述uv殺菌機之後依次設置有edi純水機和高純水箱；

所述高純水箱的出水口通過管道與配料水箱連接，所述配料水箱上還具有尿素添加口，所述配料水箱內設置有曝氣裝置和攪拌裝置；

所述配料水箱之後依次設置有一級精密過濾器、均質機、活性炭吸附脫色裝置、二級精密過濾器，所述二級精密過濾器的出口設置有靜置水箱，靜置水箱之後依次設置有一級提純塔、二級提純塔和半成品貯槽，所述半成品貯槽與精提純塔連接，精提純塔之後設置有成品貯槽，成品貯槽通過終端精密過濾器與產品灌裝設備連接。

在本發明的一個實施例中，所述多介質過濾器為自動反洗多介質過濾器。

所述活性炭過濾器為自動反洗活性炭過濾器。

所述保安過濾器濾芯規格為40英寸5um。

所述一級ro反滲透膜過濾器和所述二級ro反滲透膜過濾器均採用8040反滲透膜。

所述uv殺菌機的紫外線波長為254nm。

本發明提供的車用尿素溶液生產系統，採用的生產原料是：原水箱原水為市政自來水或地下水，尿素採用一般農用或工業尿素。普通工業、農業用尿素的市場價格為1500元/噸，因此，採用本實用新型的車用尿素溶液生產系統生產每噸車用尿素溶液產品的成本要比傳統的高純尿素製造工藝降低500元以上，生產成本顯著降低，每噸車用尿素溶液運行成本在550元以下。

本發明提供的車用尿素溶液生產系統，車用尿素溶液生產主要通過以下三個步驟實現：第一步，高純水的製備；第二步，普通尿素的溶解；第三步，尿素溶液提純，製得車用尿素溶液。其中第三步，尿素溶液提純，其主要原理是：在溫度70-75℃時，尿素在水溶液中發生水解，在溫度30℃以下時，尿素重新從水溶液中結晶出來，每通過水解結晶一次，其純度會得到大幅提高。製備高純水，然後採用普通尿素溶解在高純水中生產出尿素原液，再對尿素原液進行提純從而生產出合格的車用尿素溶液，該工藝生產成本低，運行可靠穩定。

具體的，高純水製備工藝採用全膜法工藝，一是解決了離子交換法酸鹼排放的環保問題；二是運行成本要低1.2元/噸左右；三是全膜法產生的濃縮廢水可以直接排放。和傳統工藝比較，具有操作簡單、運行費用小、佔地小，出水水質優良、無廢液產生的優點。原水箱中的原水依次經過多介質過濾器、活性炭過濾器和保安過濾器三級過濾處理，然後再採用一級ro反滲透膜過濾器和二級ro反滲透膜過濾器串接的方式對水進行兩級反滲透脫鹽處理，可脫除進水中的99％以上的溶解固體及有機物，產水電導率小於2us/cm，toc小於100ppb，然後再通過uv殺菌機消毒殺菌，之後進edi純水機，進一步去除水中的離子，產水電阻率大於15mω·cm，得到高純水，送入高純水箱。製得的高純水滿足國家電子工業純水一級標準，充分保證了後續尿素溶液提純設備的穩定高效運行。

普通尿素的溶解在配料水箱中完成，配料水箱與高純水箱的出水口連接，配料水箱上還具有尿素添加口，配料水箱內設置有曝氣裝置和攪拌裝置。通過曝氣可有效加速尿素在高純水中的溶解，並能有效去除尿素原液中部分醛類物質、nh3等揮發性有機物，減輕後級設備負荷，提高產品質量；設置攪拌裝置可起到均質作用。

尿素溶液提純，普通尿素溶解在高純水中得到尿素溶液，尿素溶液首先經一級精密過濾器過濾，去除尿素溶液中懸浮物及其他漂浮雜質，然後再進入均質機中均質處理，之後活性炭吸附脫色，去除尿素溶液中其他有機物雜質，然後再進行二級精密過濾，防止脫色後活性炭微粒進入後道處理工序，之後依次經過一級提純塔、二級提純塔和精提純塔的三級提純，以除去尿素溶液中的各種離子、縮二脲和磷酸根等雜質，顯著提高了尿素溶液的純度，最後再通過終端精密過濾器的過濾，得到車用尿素溶液產品，產品滿足國家標準gb29518-2013，成品率100％。尿素溶液提純系統可靠性、穩定性好。

附圖說明

圖1是本發明提供的一種車用尿素溶液生產系統實施例的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明的實施例進行詳細說明。

實施例

見圖1所示，本實施例提供的車用尿素溶液生產系統，包括原水箱1，原水箱1之後依次設置有多介質過濾器2、活性炭過濾器3和保安過濾器4，保安過濾器4通過一級ro反滲透高壓泵5與一級ro反滲透膜過濾器6連接，一級ro反滲透膜過濾器6通過二級ro反滲透高壓泵7與二級ro反滲透膜過濾器8連接，二級ro反滲透膜過濾器8之後設置有反滲透水箱9，反滲透水箱9通過edi送水泵10與uv殺菌機11連接，uv殺菌機11之後依次設置有edi純水機12和高純水箱13；

高純水箱13的出水口通過管道與配料水箱14連接，配料水箱14上還具有尿素添加口26，配料水箱14內設置有曝氣裝置和攪拌裝置(圖中未示出)；

配料水箱14之後依次設置有一級精密過濾器15、均質機16、活性炭吸附脫色裝置17、二級精密過濾器18，二級精密過濾器18的出口設置有靜置水箱19，靜置水箱19之後依次設置有一級提純塔20、二級提純塔21和半成品貯槽22，半成品貯槽22與精提純塔23連接，精提純塔23之後設置有成品貯槽24，成品貯槽24通過終端精密過濾器25與產品灌裝設備連接，即經終端精密過濾器25過濾後，得到的尿素溶液即為車用尿素溶液產品，可以直接灌裝出售。

在本實施例中，多介質過濾器2為自動反洗多介質過濾器，可實現自動反洗。活性炭過濾器3為自動反洗活性炭過濾器，也可實現自動反洗功能。保安過濾器4的濾芯規格為40英寸5um，保證了過濾的效果。一級ro反滲透膜過濾器6和二級ro反滲透膜過濾器8均採用8040反滲透膜，過濾效果好。uv殺菌機11的紫外線波長為254nm，殺菌效果最佳。

採用本實施例提供的車用尿素溶液生產系統進行了工業化生產實驗，製得的車用尿素溶液的檢測結果如下。得到的車用尿素溶液產品滿足國家標準gb29518-2013，成品率100％。

以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均包括在本發明的專利保護範圍內。