CN104437148A - 车用尿素溶液的制备方法及制备设备 - Google Patents

Abstract

车用尿素溶液的制备方法的核心部分是“尿素溶液的制备”，采用尿素晶体在超纯水中的溶解，制备浓度为31.8-33.3％的车用尿素溶液。本车用尿素溶液的制备是一种采用强制搅拌和加热条件下制备车用尿素溶液的方法。本发明采用两台调和釜，一开一备，实现连续生产。本方法操作简单，连续生产，节约能源，生产效率高，生产的尿素溶液活性强，成品率高。

Description

车用尿素溶液的制备方法及制备设备

技术领域

本发明属于环保材料尾气净化剂制备，特别涉及一种车用尿素溶液的制备方法及制备设备。

背景技术

雾霾天气的多发使得环境问题成为政府和民众关注的焦点，而机动车尾气污染是造成灰霾、光化学烟雾污染的重要原因。柴油机氮氧化物和PM2.5的排放量大，对环境污染严重。为减轻柴油汽车尾气给大气环境造成的污染，一是提高油品的品质，二是采用终端治理，即采用SCR技术(选择性催化还原系统)。

车用尿素溶液作为柴油机尾气净化剂的主要成分，它是消除汽车尾气中氮氧化物的一种还原剂，通过催化器的转换将氮氧化物还原成无污染的氮气和水蒸气，达到尾气排放标准。其工作原理是应用SCR技术，尿素溶液通过加热的管道从尿素溶液罐中吸取，然后通过压缩空气，使它均匀喷入尾气中被气化(180℃左右分解)，并释放出氨气，然后在SCR的催化器中使氮氧化物加速转化成无害的氮气和水蒸气，同时吸收了有害的烟尘颗粒。

本发明即是在“推进柴油机的尾气排放达到国Ⅴ、国Ⅵ的环保要求”的大环境下应运而生。

发明内容

本发明目的是提供一种车用尿素溶液的制备方法及制备设备。是一种采用强制搅拌和加热条件下制备车用尿素溶液的方法。

本发明内容：

一种车用尿素溶液的制备方法，其特征在于：

采用调和釜的车用尿素溶液制备的工艺过程：

1)用超纯水将公称容积10m³-80m³的调和釜清洗2-3遍后再用空气吹干，确保设备内无杂质和水滴；

2)启动超纯水进料泵，采用流量累积量控制水的加入量，当超纯水流量累计至5400-43200kg时自动连锁停超纯水进料泵；

3)启动热水循环泵，将制备好的50-85℃热水送入调和釜外的半管夹套系统循环，循环热水返回热水罐，调和釜内的温度与热水泵联锁；

4)启动调和釜搅拌器，同时将计量准确的2600—20800kg的尿素晶体采用管链机密闭加入调和釜，加料时间1—4小时；一边加料，一边搅拌溶解；

5)加料完毕继续搅拌0.5-1.5小时，停搅拌器和热水循环泵，完成制备过程。

车用尿素溶液的制备方法的制备过程，其关键的控制参数是尿素溶液的温度，其控制方法：

1)釜内温度与热水循环泵连锁：当釜内尿素溶液的温度达到50℃时，报警并联锁停热水循环泵；当釜内尿素溶液的温度降至20℃时，手动启动热水循环泵给调和釜加热；

2)热水温控调节阀：当加热系统循环热水的回水较进水温度差小于10℃时，调节阀的开度减小；回水的温度差大于10℃时，调节阀的开度增大，以保证良好的供热。

本车用尿素溶液的制备方法使用的设备，其特征在于：

调和釜设备参数：

公称容积，m3	10—80
		浆叶型式	涡轮式桨叶式
叶轮直径，m	0.85—1.5
		转数，r/min	66—90
离底高度/叶轮直径	0.2—0.3
		设备内径A，m	2.4—4.8
叶轮直径BC,m	0.8—1.5
		叶轮间距K，m	0.9—2.1
挡板尺寸D，m	0.65—1.3
		挡板尺寸E，m	1.55—3.2
挡板尺寸F，m	0.16—0.32
		挡板尺寸G，m	20—40
挡板尺寸HI，m	0.48—0.98
		挡板尺寸J，m	0.28—0.56

本发明有益效果：

本车用尿素溶液的制备方法是一种采用强制搅拌和加热条件下制备车用尿素溶液的方法。本方法操作简单，连续生产，节约能源，生产效率高，生产的尿素溶液活性强，成品率高。

附图说明

图1是车用尿素溶液的制备工艺流程图。

图2是调和釜结构图。

图中：1半管夹套循环热水出口、2超纯水进口、3搅拌桨叶电机、4尿素晶体进料口、5半管夹套、6车用尿素溶液成品出口、7半管夹套循环热水进口、8搅拌桨叶。

具体实施方式

本发明车用尿素溶液的制备方法的核心部分是“尿素溶液的制备”，采用尿素晶体在超纯水中的溶解，制备浓度为31.8-33.3％的车用尿素溶液。本准备方法是一种采用强制搅拌和加热条件下制备车用尿素溶液的方法。

本发明采用两台调和釜，一开一备，实现连续生产。下面，以一套调和釜为例介绍其具体的制备方法：

一、用超纯水将公称容积25m³的调和釜清洗两遍后再用空气吹干，确保设备内无杂质和水滴。

二、启动超纯水进料泵，将检验合格的超纯水加入调和釜，采用流量累积量控制水的加入量，当超纯水流量累计至13500kg时自动连锁停超纯水进料泵。

三、启动热水循环泵，将制备好的热水(80℃)送入调和釜外的半管加热系统循环，循环热水返回热水罐，调和釜内的温度与热水泵联锁。

四、启动调和釜搅拌器，同时将计量准确的6500kg的尿素晶体采用管链机密闭加入调和釜，加料时间3小时。一边加料，一边搅拌溶解。

调和过程的温度控制：

1)釜内温度与热水循环泵连锁：当釜内尿素溶液的温度达到55℃时，报警并联锁停热水循环泵；当釜内尿素溶液的温度降至25℃时，手动启动热水循环泵给调和釜加热。

2)热水温控调节阀：当加热系统循环热水的回水较进水温度差小于10℃时，调节阀的开度减小；回水的温度差大于10℃时，调节阀的开度增大，以保证良好的供热。

五、加料完毕继续搅拌0.5小时后，取样分析，产品质量合格后停搅拌器和热水循环泵，而后送自动灌装机进行产品包装。

(二)本发明的关键设备为调和釜，其设备规格和参数为：

该设备的选型基于尿素溶解的机理，产品的质量要求等相关方面的要求。

车用尿素溶液的制备方法的核心部分是“尿素溶液的制备”，采用尿素晶体在超纯水中的溶解，制备浓度为31.8-33.3％的车用尿素溶液。本准备方法是一种采用强制搅拌和加热条件下制备车用尿素溶液的方法。

车用尿素作为还原剂，应用于SCR技术。SCR技术是采用尿素溶液对氮氧化物NOx进行选择性催化还原，从而使汽车尾气中的氮氧化物转化为无害的水蒸气和氮气，减少排放。

尿素溶液制备工艺是采用调和釜来完成尿素晶体在纯水中的溶解，釜内配备搅拌桨，釜外设置加热管。搅拌加速尿素在水中的溶解速度，加热提供尿素溶解所需要的热量。其工艺流程包括超纯水制备、热水制备、尿素溶液的制备、产品灌装部分，其中“尿素溶液的制备”为其核心部分。

Claims (3)

1.一种车用尿素溶液的制备方法，其特征在于：

采用调和釜的车用尿素溶液制备的工艺过程：

1)用超纯水将公称容积10m³-80m³的调和釜清洗2-3遍后再用空气吹干，确保设备内无杂质和水滴；

2)启动超纯水进料泵，采用流量累积量控制水的加入量，当超纯水流量累计至5400-43200kg时自动连锁停超纯水进料泵；

3)启动热水循环泵，将制备好的50-85℃热水送入调和釜外的半管夹套系统循环，循环热水返回热水罐，调和釜内的温度与热水泵联锁；

4)启动调和釜搅拌器，同时将计量准确的2600—20800kg的尿素晶体采用管链机密闭加入调和釜，加料时间1—4小时；一边加料，一边搅拌溶解；

5)加料完毕继续搅拌0.5-1.5小时，停搅拌器和热水循环泵，完成制备过程。

2.根据权利要求1所述的车用尿素溶液的制备方法，其特征在于：

制备过程，其关键的控制参数是尿素溶液的温度，其控制方法：

1)釜内温度与热水循环泵连锁：当釜内尿素溶液的温度达到50℃时，报警并联锁停热水循环泵；当釜内尿素溶液的温度降至20℃时，手动启动热水循环泵给调和釜加热；

2)热水温控调节阀：当加热系统循环热水的回水较进水温度差小于10℃时，调节阀的开度减小；回水的温度差大于10℃时，调节阀的开度增大，以保证良好的供热。

3.根据权利要求1所述的车用尿素溶液的制备方法使用的设备，其特征在于：调和釜设备参数：

公称容积，10—80m³；

浆叶型式涡轮式桨叶式；

叶轮直径，0.85—1.5m；

转数，66—90r/min；

离底高度/叶轮直径比0.2—0.3；

设备内径A，2.4—4.8m；

叶轮直径B C,0.8—1.5m；

叶轮间距K，0.9—2.1m；

挡板尺寸D，0.65—1.3m；

挡板尺寸E，1.55—3.2m；

挡板尺寸F，0.16—0.32m；

挡板尺寸G，20—40m；

挡板尺寸H I，0.48—0.98m；

挡板尺寸J，0.28—0.56m。