CN105056738A - 一种车用尿素溶液的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种车用尿素溶液的生产工艺，抽取65份的电阻率为15-18MΩ·cm的超纯水,再抽取35份的高纯尿素晶体，同时抽取2份防冻物质储罐的防冻物质放入搅拌釜内，启动搅拌釜加热装置，溶解后得到车用尿素溶液粗成品，将车用尿素溶液粗成品抽出,经过滤设备过滤后，即可得到车用尿素溶液成品。本发明的生产工艺生产的车用尿素溶液可大大提高尿素的利用率，而且生产过程产生的尿素废液可以返回尿素厂再利用，从而降低了车用尿素的成本，提高了产品的利润。
Description
技术领域
本发明涉及一种化学生产工艺，特别涉及一种车用尿素溶液的生产工艺。
背景技术
随着我国汽车保有量的不断增加，汽车特别是柴油车的废气排放物NOX和颗粒物已成为城市空气的主要污染源。为此，国家制定并开始实施汽车废气国Ⅳ排放标准。满足该标准，国际上普遍采用SCR技术，市售工业或者农业尿素颗粒由于缩二脲等杂质含量较高，并不能直接用于制备车用尿素溶液，尿素废液的产生量过多，尿素废液不能再利用，减少了车用尿素生产企业的利润。
中国专利申请CN102584635公开了一种车用尿素的制备方法，必须通过多次结晶以降低尿素中的缩二脲等杂质含量，但是在尿素多次结晶过程中会产生大量的尿素废液，增加了车用尿素溶液的生产成本，减少了车用尿素生产企业的利润。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车用尿素溶液的生产工艺，不是以尿素颗粒为原料，而是以尿液作为原料，用来生产车用尿素溶液。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
本发明提供的第一种车用尿素溶液的生产工艺，包括：
步骤1，所述的原尿液储罐中储存原尿液，原尿液温度是130℃-140℃，经尿液预冷却装置冷却后，尿液温度降至85℃-90℃，再进入尿液冷却结晶器，尿液冷却结晶器内温度保持在40-60℃，在尿液冷却结晶器内搅拌器的作用下形成尿素晶体悬浮液，从尿液冷却结晶器底部引出尿素晶体悬浮液喷射进入晶体过滤设备过滤后，得到滤饼和滤液，所述的滤饼从晶体过滤设备表层刮下输送到尿素晶体储器储存，所述的滤饼为尿素浓度大于90%的高纯度尿素晶体；
步骤2，水容器内的水为脱盐水，经超纯水生产设备,利用电去离子设备EDI处理后得到电阻率为15-18MΩ·cm的超纯水，超纯水储存到超纯水储器中，抽取65份的超纯水,再抽取步骤1中所述的35份的高纯度尿素晶体，同时抽取2份防冻物质储罐的防冻物质放入搅拌釜(6)内，启动搅拌釜内的加热装置，使水温达到40℃-50℃时，溶解后得到车用尿素溶液粗成品，将车用尿素溶液粗成品抽出,经过滤设备过滤后，即可得到车用尿素溶液成品。
本发明提供的第二种车用尿素溶液的生产工艺，包括：
步骤1，所述的原尿液储罐中储存原尿液，原尿液温度是130℃-140℃，经尿液预冷却装置冷却后，尿液温度降至85℃-90℃，再进入尿液冷却结晶器，尿液冷却结晶器内温度保持在60℃，在尿液冷却结晶器内搅拌器的作用下形成尿素晶体悬浮液，从尿液冷却结晶器底部引出尿素晶体悬浮液喷射进入晶体过滤设备过滤后，得到滤饼和滤液，所述的滤饼从晶体过滤设备表层刮下输送到尿素晶体储器储存，所述的滤饼为尿素浓度大于90%的高纯度尿素晶体；
步骤2，水容器内的水为深井水，经超纯水生产设备处理后得到电阻率为15-18MΩ·cm的超纯水，超纯水储存到超纯水储器中，抽取63份的超纯水再加入步骤1中所述的35份的高纯尿素晶体，同时加入2份防冻物质储罐的防冻物质放入搅拌釜内，启动搅拌釜内的加热装置，使水温达到40℃-50℃时，溶解后得到车用尿素溶液粗成品，将车用尿素溶液粗成品抽出，经过滤设备过滤后，即可得到车用尿素溶液成品。
本发明提供的第一种或第二种车用尿素溶液的生产工艺，步骤2中所述的防冻物质储罐用来储存防冻物质的储罐，防冻物质为甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇中的一种或几种，可以用来降低车用尿素的冰点，制取冰点小于-15℃的车用尿素溶液。
本发明提供的第一种或第二种车用尿素溶液的生产工艺，步骤2中所述的过滤设备为滤袋式过滤器，过滤精度为1μm-40μm。
本发明提供的第一种或第二种车用尿素溶液的生产工艺，步骤2中所述的车用尿素溶液成品经灌装设备进入车用尿素瓶中。
本发明提供的第一种或第二种车用尿素溶液的生产工艺，步骤1所述的晶体过滤设备为离心式过滤器。
本发明提供的第一种车用尿素溶液的生产工艺，步骤1所述的晶体过滤设备中的滤液从晶体过滤设备底部甩出，进入滤液储罐储存，50%的滤液返回尿素厂重新利用，剩余的50%通过滤液冷却装置冷却后返回到尿液冷却结晶器内，所述的滤液冷却装置采用空气冷却方式，通过滤液冷却装置后，滤液温度为55℃。
本发明提供的第二种车用尿素溶液的生产工艺，步骤1所述的晶体过滤设备中的滤液从滤液储罐底部取出，进入滤液储罐储存，20%的滤液返回尿素厂重新利用，剩余的80%返回到尿液冷却结晶器内，在本工艺中不设置滤液冷却装置。
本发明的有益效果：
本发明从尿素生产系统某工段引出尿液作为原料，跟颗粒尿素相比，尿液中的尿素在生产系统中的停留时间缩短，缩二脲、金属离子等含量降低，因此可以提高产品质量，另外，该发明中的废液还可以返回尿素生产系统再利用，因此还可以提高尿素的利用率、降低车用尿素溶液成本，不但还原效率高，活性温度范围宽，而且对硫含量没有特别严格的要求，具有无毒便于运输的优点，利用车用尿素溶液将汽车尾气中的NOX通过脱硝处理转化成无害的N2，从而降低污染物的排放，用深井水处理得到的车用尿素溶液成品比用脱盐水处理得到的车用尿素溶液成品的尿素含量高、碱度和醛类低。
车用尿素溶液成品的质量指标见表一：
表一：
_____________________________________________________________________
项目质量指标
尿素含量（质量分数）/%31.8～33.2
密度（20℃）（kg/m3）1087.0～1093.0
折光率20nD1.3814～1.3843
杂质含量
碱度（以NH3计）（质量分数）/%不大于0.2
缩二脲（质量分数）/%不大于0.3
醛类（以HCHO计）/（mg/kg）不大于5
不溶物/（mg/kg）不大于20
磷酸盐（以PO4计）/（mg/kg）不大于0.5
钙/（mg/kg）不大于0.5
铁/（mg/kg）不大于0.5
铜/（mg/kg）不大于0.2
锌/（mg/kg）不大于0.2
铬/（mg/kg）不大于0.2
镍/（mg/kg）不大于0.2
铝/（mg/kg）不大于0.5
镁/（mg/kg）不大于0.5
钠/（mg/kg）不大于0.5
钾/（mg/kg）不大于0.5
_____________________________________________________________________
附图说明：
图1是本发明一种车用尿素溶液的生产工艺的结构示意图。
附图中标号为：1为原尿液储罐，2为尿液预冷却装置，3为尿液冷却结晶器，4为晶体过滤设备，5为尿素晶体储器，6为搅拌釜，7为水容器，8为超纯水生产设备，9为超纯水储器，10为防冻物质储罐，11为袋式过滤器，12为灌装设备，13为车用尿素瓶，14为滤液储罐，15为滤液冷却装置。
具体实施方式
实施例1
参见图1，原尿液1000kg,原尿液温度是130℃-140℃，原尿液浓度为70%，所述的原尿液储存在原尿液储罐1中，尿液经过尿液预冷却装置2冷却后，温度降至85℃，所述尿液预冷却装置2采用列管冷却或鼓风强制冷却的冷却方式进行降温，预冷后的尿液进入尿液冷却结晶器3，尿液冷却结晶器3采用连续提供尿素晶体悬浮液的操作方式，连续进料、连续出料，尿液冷却结晶器3内温度保持在60℃，在尿液冷却结晶器3内的搅拌器的作用下形成尿素晶体悬浮液，所述的尿液冷却结晶器3采用间歇式提供尿素晶体悬浮液的操作方式，从尿液冷却结晶器3底部引出尿素晶体悬浮液喷射进入晶体过滤设备4经过过滤，得到滤饼和滤液，所述的滤饼从晶体过滤设备4表层刮下输送到尿素晶体储器5储存，所述的滤饼为尿素浓度大于90%的高纯度尿素晶体，所得的高纯度尿素晶体大于280kg。
水容器7内的水为脱盐水，经超纯水生产设备8,利用电去离子设备EDI处理后得到超纯水，超纯水的电阻率为15-18MΩ·cm，超纯水储存到超纯水储器9中，抽取65份的超纯水,再抽取步骤1中所述的35份的高纯尿素晶体，同时抽取2份防冻物质储罐10的防冻物质放入搅拌釜6内，启动搅拌釜6内的加热装置，所述的加热装置采用蒸汽直接加热，使水温达到40℃～50℃时，溶解后得到车用尿素溶液粗成品，将车用尿素溶液粗成品抽出,经过滤设备11过滤后，即可得到车用尿素溶液成品。
所述的晶体过滤设备4中的滤液从晶体过滤设备4底部甩出，进入滤液储罐14储存，50%的滤液返回尿素厂重新利用，剩余的50%通过滤液冷却装置15冷却后返回到尿液冷却结晶器3内，所述的滤液冷却装置15采用空气冷却方式，通过滤液冷却装置15后，滤液温度为55℃。
所述的防冻物质储罐10用来储存防冻物质的储罐，防冻物质为甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇中的一种或几种，可以用来降低车用尿素的冰点，制取冰点小于-15℃的车用尿素溶液。
所述的过滤设备11为滤袋式过滤器，过滤精度为1μm-40μm。
所述的车用尿素溶液成品经灌装设备12进入车用尿素瓶13中。
所述的晶体过滤设备4为离心式过滤器。
产品满足国标GB29518-2013《柴油发动机氮氧化物还原剂-尿素水溶液》的要求，尿素含量为32.5%，密度为1090kg/m3,碱度以NH3计为0.15%，醛类以HCHO计为3mg/kg。
实施例2
参见图1，原尿液1000kg,原尿液温度是130℃-140℃，原尿液浓度为70%，所述的尿液储存在原尿液储罐1中，经尿液预冷却装置2冷却后，尿液温度降至90℃，所述尿液预冷却装置2采用列管冷却或鼓风强制冷却的冷却方式进行降温，再进入尿液冷却结晶器3，尿液冷却结晶器3内温度保持在60℃，在尿液冷却结晶器3内搅拌器的作用下形成尿素晶体悬浮液，所述的尿液冷却结晶器3采用间歇式提供尿素晶体悬浮液的操作方式，从尿液冷却结晶器3底部引出尿素晶体悬浮液喷射进入晶体过滤设备4经过过滤，得到滤饼和滤液，所述的滤饼从晶体过滤设备4表层刮下输送到尿素晶体储器5储存，所述的滤饼为尿素浓度大于90%的高纯度尿素晶体，所得的高纯度尿素晶体大于280kg。
水容器7内的水为深井水，经超纯水生产设备8处理后得到电阻率为15-18MΩ·cm的超纯水，超纯水储存到超纯水储器9中，抽取63份的超纯水再加入步骤1中所述的35份的高纯尿素晶体，同时加入2份防冻物质储罐10的防冻物质放入搅拌釜内，启动搅拌釜6内的加热装置，使水温达到40℃～50℃时，溶解后得到车用尿素溶液粗成品，将车用尿素溶液粗成品抽出，经过滤设备11过滤后，即可得到车用尿素溶液成品。
所述的晶体过滤设备4中的滤液从滤液储罐14底部取出，进入滤液储罐14储存，20%的滤液返回尿素厂重新利用，剩余的80%返回到尿液冷却结晶器3内，在本工艺中不设置滤液冷却装置15。
所述的防冻物质储罐10用来储存防冻物质的储罐，防冻物质为甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇中的一种或几种，可以用来降低车用尿素的冰点，制取冰点小于-15℃的车用尿素溶液。
所述的过滤设备11为滤袋式过滤器，过滤精度为1μm-40μm。
所述的车用尿素溶液成品经灌装设备12进入车用尿素瓶13中。
所述的晶体过滤设备4为离心式过滤器。
产品满足国标GB29518-2013《柴油发动机氮氧化物还原剂-尿素水溶液》的要求，尿素含量为33%，碱度以NH3计为0.1%，醛类以HCHO计为2.5mg/kg。
以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，并非限制本发明实施范围，故凡依本发明专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。
Claims (8)
1.一种车用尿素溶液的生产工艺,其特征在于，包括：
步骤1，所述的原尿液储罐（1）中储存原尿液，原尿液温度是130℃-140℃，经尿液预冷却装置（2）冷却后，尿液温度降至85℃-90℃，再进入尿液冷却结晶器（3），尿液冷却结晶器（3）内温度保持在40-60℃，在尿液冷却结晶器（3）内搅拌器的作用下形成尿素晶体悬浮液，从尿液冷却结晶器（3）底部引出尿素晶体悬浮液喷射进入晶体过滤设备（4）过滤后，得到滤饼和滤液，所述的滤饼从晶体过滤设备（4）表层刮下输送到尿素晶体储器（5）储存，所述的滤饼为尿素浓度大于90%的高纯度尿素晶体；
步骤2，水容器（7）内的水为脱盐水，经超纯水生产设备(8),利用电去离子设备EDI处理后得到电阻率为15-18MΩ·cm的超纯水，超纯水储存到超纯水储器（9）中，抽取65份的超纯水,再抽取步骤1中所述的35份的高纯度尿素晶体，同时抽取2份防冻物质储罐（10）的防冻物质放入搅拌釜(6)内，启动搅拌釜(6)内的加热装置，使水温达到40℃-50℃时，溶解后得到车用尿素溶液粗成品，将车用尿素溶液粗成品抽出,经过滤设备（11）过滤后，即可得到车用尿素溶液成品。
2.一种车用尿素溶液的生产工艺,其特征在于，包括：
步骤1，所述的原尿液储罐（1）中储存原尿液，原尿液温度是130℃-140℃，经尿液预冷却装置（2）冷却后，尿液温度降至85℃-90℃，再进入尿液冷却结晶器（3），尿液冷却结晶器内温度保持在60℃，在尿液冷却结晶器（3）内搅拌器的作用下形成尿素晶体悬浮液，从尿液冷却结晶器（3）底部引出尿素晶体悬浮液喷射进入晶体过滤设备（4）过滤后，得到滤饼和滤液，所述的滤饼从晶体过滤设备（4）表层刮下输送到尿素晶体储器（5）储存，所述的滤饼为尿素浓度大于90%的高纯度尿素晶体；
步骤2，水容器（7）内的水为深井水，经超纯水生产设备(8)处理后得到电阻率为15-18MΩ·cm的超纯水，超纯水储存到超纯水储器（9）中，抽取63份的超纯水再加入步骤1中所述的35份的高纯尿素晶体，同时加入2份防冻物质储罐（10）的防冻物质放入搅拌釜内，启动搅拌釜(6)内的加热装置，使水温达到40℃-50℃时，溶解后得到车用尿素溶液粗成品，将车用尿素溶液粗成品抽出，经过滤设备（11）过滤后，即可得到车用尿素溶液成品。
3.根据权利要求1或2所述的一种车用尿素溶液的生产工艺，其特征在于，步骤2所述的防冻物质储罐（10）用来储存防冻物质的储罐，防冻物质为甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇中的一种或几种，可以用来降低车用尿素的冰点，制取冰点小于-15℃的车用尿素溶液。
4.根据权利要求1或2所述的一种车用尿素溶液的生产工艺，其特征在于，步骤2中所述的过滤设备（11）为滤袋式过滤器，过滤精度为1μm-40μm。
5.根据权利要求1或2所述的一种车用尿素溶液的生产工艺，其特征在于，步骤2中所述的车用尿素溶液成品经灌装设备（12）进入车用尿素瓶（13）中。
6.根据权利要求1或2所述的一种车用尿素溶液的生产工艺，其特征在于，步骤1所述的晶体过滤设备（4）为离心式过滤器。
7.根据权利要求1所述的一种车用尿素溶液的生产工艺，其特征在于，步骤1所述的晶体过滤设备（4）中的滤液从晶体过滤设备（4）底部甩出，进入滤液储罐（14）储存，50%的滤液返回尿素厂重新利用，剩余的50%通过滤液冷却装置（15）冷却后返回到尿液冷却结晶器（3）内，所述的滤液冷却装置（15）采用空气冷却方式，通过滤液冷却装置（15）后，滤液温度为55℃。
8.根据权利要求2所述的一种车用尿素溶液的生产工艺，其特征在于，步骤1所述的晶体过滤设备（4）中的滤液从滤液储罐（14）底部取出，进入滤液储罐（14）储存，20%的滤液返回尿素厂重新利用，剩余的80%返回到尿液冷却结晶器（3）内，在本工艺中不设置滤液冷却装置（15）。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Gao Heng Inventor after: Wang Fengli Inventor after: Li Lifang Inventor after: Liu Hongyan Inventor after: Wang Shaofeng Inventor after: Suo Zhibin Inventor after: Li Peichen Inventor after: Jing Minzhe Inventor after: Wang Yiming Inventor after: Li Changfeng Inventor after: Xu Yaohui Inventor after: Wang Ke Inventor after: Hu Jing Inventor after: Zhang Xiangrong Inventor after: Liu Guoyu Inventor before: Gao Heng Inventor before: Wang Fengli Inventor before: Li Lifang Inventor before: Liu Hongyan Inventor before: Wang Shaofeng Inventor before: Suo Zhibin Inventor before: Li Peichen Inventor before: Jing Mingzhe Inventor before: Wang Yiming Inventor before: Li Changfeng Inventor before: Xu Yaohui Inventor before: Wang Ke Inventor before: Hu Jing Inventor before: Zhang Xiangrong Inventor before: Liu Guoyu |
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| COR | Change of bibliographic data | ||
| GR01 | Patent grant |