CN105732435B - 车用尿素的生产设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车用尿素的生产设备，包括合成罐、输送泵、结晶釜、真空泵、缓冲罐和循环泵；合成罐包括进液口、出液口，进气口和出气口；输送泵的输入口与合成罐的出液口连接，输送泵的输出口与结晶釜的进口连接；缓冲罐、真空泵与结晶釜依次连接；循环泵的输入口与结晶釜的出口连接，循环泵的输出口与合成罐连接；合成罐内还包括圆板、折流系统和旋流器；圆板固定在合成罐内；折流系统固定在圆板上；进气口处设有旋流器。本发明在合成罐内设有折流系统和旋流器，使得液氨与二氧化碳气体能够充分反应，直接采用合成罐中反应得到的尿素合成液，在真空环境下进行结晶，简化了工艺流程，降低了生产成本，能连续生产大批量、高纯度的车用尿素。
Description
技术领域
本发明属于生产车用尿素技术领域，涉及一种车用尿素的生产设备。
背景技术
根据国家环保部门的规定，从2013年7月1日起销售的重型柴油车均要达到国Ⅳ排放标准，与国Ⅲ排放标准相比，重型柴油汽车的国Ⅳ排放氮氧化物排放降低了30%左右，颗粒物（PM）排放降低了80%以上。为了降低柴油车尾气排放中的氮氧化物和颗粒物。目前，欧美等国家的汽车生产商普遍采用选择性催化还原（SCR）技术处理柴油车尾气，使之达到欧Ⅴ、欧Ⅵ甚至更高的排放标准。
柴油车尾气处理液是配合SCR技术，将发动机尾气中的氮氧化物转化为无害的氮气和水的还原剂，柴油车尾气处理液的主要原料为车用尿素和水，车用尿素不是普通的农业尿素或工业尿素，也不是化学分析试剂，而是一种具有一定附加值，可大规模工业生产的专用化学品。车用尿素工作原理是把车用尿素添加到SCR系统，在高温环境中（温度高于300℃），尿素分解成氨气，再加上催化剂的作用，尾气中的氮氧化物能迅速与氨气反应生成氮气和水。柴油机的排气温度一般为300-500℃，满足了氮氧化物还原所需要的热量。
目前，尿素生产的主要流程为氨气和二氧化碳在一定条件下反应生成尿素合成反应液，尿素合成反应液再经过一次蒸发、二次蒸发、造粒等过程得到固体尿素。然而，车用尿素的纯度要求很高，市售工业或者农业尿素颗粒由于缩二脲等杂志含量较高，并不能直接用于制备车用尿素溶液。
发明内容
本发明提供了一种设备简单，占地面积小，原料利用率高，产品质量好的的车用尿素的生产设备。
为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种车用尿素的生产设备，其特征在于：包括合成罐、输送泵、结晶釜、真空泵、缓冲罐和循环泵；所述的合成罐包括进液口、出液口，进气口和出气口；所述的合成罐的上方设有进液口和出气口，合成罐的下方设有出液口和进气口；所述的输送泵的输入口与合成罐的出液口连接，输送泵的输出口与结晶釜的进口连接；所述的缓冲罐、真空泵与结晶釜依次连接，使结晶釜内形成真空；所述的循环泵的输入口与结晶釜的出口连接，循环泵的输出口与合成罐连接；所述的合成罐内还包括圆板、折流系统和旋流器；所述的圆板固定在合成罐内；所述的折流系统固定在圆板上；所述的进气口处设有旋流器。
作为进一步改进，以上所述的旋流器包括柱体和多块翼片；所述的翼片以螺旋阶梯方式排布在柱体内，相邻翼片之间留有间隙。
作为进一步改进，以上所述的翼片的外端与柱体连接固定，内端悬空。
作为进一步改进，以上所述的折流系统包括固定轴和折流板；所述的折流板交错排列在固定轴上；所述的折流板与合成罐的内壁有间隙。
作为进一步改进，以上所述的圆板为筛板，筛孔之间设有纤维丝。
作为进一步改进，以上所述的折流系统设有4-6组。
工作时，原料液氨与二氧化碳在合成罐内发生反应，得到的尿素合成液通过输送泵进入到处于真空状态的结晶釜中，在结晶釜中结晶；打开循环泵与合成罐联通的阀门，将未饱和的尿素合成液输送至合成罐中再次进行反应；如此循环至充分反应得到饱和的尿素反应液后，关闭循环泵与合成罐联通的阀门，打开结晶釜的出口，得到高纯度的尿素产品。
相比于现有技术，本发明具有的优点及有益效果如下：
1、本发明的合成罐内设有折流系统，增加液氨在反应体系中反应面积，并延长停留时间；同时液氨在折流板的作用下提高了反应液体的扰动性，与二氧化碳反应充分，提高了原料的利用率，提高生产效率。
2、本发明设有的旋流器是由一组翼片螺旋布置在合成罐的进气口处，该旋流器可以有效增加气体的扰动，对反应气体有破碎和分散的作用，使二氧化碳与液氨反应充分，提高二氧化碳的利用率。
3、本发明中的圆板为筛板状，且筛孔之间设有纤维丝，液氨流经圆板时，在纤维丝上形成液膜，二氧化碳与纤维丝上的液膜充分接触并且反应，反应充分，阻力小，提高反应速率，增加收率，降低了生产成本。
4、本发明直接采用合成罐中反应得到的尿素合成液进行结晶，利用了尿素合成液的温度高的特点，无需另行加热，减少了缩二脲的生成；并在真空环境中，尿素合成液中的高温水会迅速汽化，因此会有部分水从尿素合成液中蒸发出来，提高了尿素合成液的浓度，提高了产品的生产率，保证了产品的质量。
5、本发明设有循环泵，可将未饱和的尿素合成液重新输送至尿素合成罐中进行再次反应，节省了原料，降低了生产成本。
6、本发明结构简单合理，简化了工艺流程，降低了生产成本，能连续生产大批量、高纯度的车用尿素，节能环保，具有较好的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中的旋流器的结构示意图。
附图标识：
1-合成罐，2-输送泵，3-结晶釜，4-缓冲罐，5-真空泵，6-循环泵，11-进液口，12-出气口，13-固定轴，14-折流板，15-圆板，16-进气口，17-旋流器，18-翼片，19-柱体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1：
一种车用尿素的生产设备，包括合成罐1、输送泵2、结晶釜3、真空泵5、缓冲罐4和循环泵6。所述的合成罐1包括进液口11、出液口，进气口16和出气口12；所述的合成罐1的上方设有进液口11和出气口12，合成罐1的下方设有出液口和进气口16。所述的输送泵2的输入口与合成罐1的出液口连接，输送泵2的输出口与结晶釜3的进口连接。所述的缓冲罐4、真空泵5与结晶釜3依次连接，使结晶釜3内形成真空。所述的循环泵6的输入口与结晶釜3的出口连接，循环泵6的输出口与合成罐1连接。
所述的合成罐1内还包括圆板15、折流系统和旋流器17；所述的圆板15固定在合成罐1内；所述的折流系统固定在圆板15上；所述的进气口16处设有旋流器17。所述的旋流器17包括柱体19和多块翼片18，所述的翼片18的外端与柱体19连接固定，内端悬空。所述的翼片18以螺旋阶梯方式排布在柱体19内，相邻翼片之间留有间隙。
该合成罐1内安装有4组折流系统。所述的折流系统包括固定轴13和折流板14；所述的折流板14交错排列在固定轴13上；所述的折流板14与合成罐1的内壁有间隙。
工作时，原料液氨通过进液口11进入合成罐1内，液氨经过折流板14，增加了反应面积，并延长停留时间；二氧化碳气体通过进气口16进入到合成罐1内，经过旋流器17的处理，二氧化碳气体的扰动性强，与液氨进行充分反应，得到的质量高的尿素合成液；尿素合成液通过输送泵2进入到处于真空状态的结晶釜3中，在结晶釜3中结晶；打开循环泵6与合成罐1联通的阀门，将未饱和的尿素合成液输送至合成罐1中再次进行反应；如此循环至充分反应得到饱和的尿素反应液后，关闭循环泵6与合成罐1联通的阀门，打开结晶釜3的出口，得到高纯度的尿素产品。
实施例2：
一种车用尿素的生产设备，包括合成罐1、输送泵2、结晶釜3、真空泵5、缓冲罐4和循环泵6。所述的合成罐1包括进液口11、出液口，进气口16和出气口12；所述的合成罐1的上方设有进液口11和出气口12，合成罐1的下方设有出液口和进气口16。所述的输送泵2的输入口与合成罐1的出液口连接，输送泵2的输出口与结晶釜3的进口连接。所述的缓冲罐4、真空泵5与结晶釜3依次连接，使结晶釜3内形成真空。所述的循环泵6的输入口与结晶釜3的出口连接，循环泵6的输出口与合成罐1连接。
所述的合成罐1内还包括圆板15、折流系统和旋流器17；所述的圆板15固定在合成罐1内。圆板15为筛板，筛孔之间设有纤维丝。所述的折流系统固定在圆板15上；所述的进气口16处设有旋流器17。所述的旋流器17包括柱体19和多块翼片18，所述的翼片18的外端与柱体19连接固定，内端悬空。所述的翼片18以螺旋阶梯方式排布在柱体19内，相邻翼片之间留有间隙。
该合成罐1内安装有6组折流系统。所述的折流系统包括固定轴13和折流板14；所述的折流板14交错排列在固定轴13上；所述的折流板14与合成罐1的内壁有间隙。
工作时，原料液氨通过进液口11进入合成罐1内，液氨经过折流板14，增加了反应面积，并延长停留时间；二氧化碳气体通过进气口16进入到合成罐1内，经过旋流器17的处理，二氧化碳气体的扰动性强，液氨流经圆板15时，在纤维丝上形成液膜，二氧化碳与纤维丝上的液膜充分接触并且充分反应，得到的质量高的尿素合成液；尿素合成液通过输送泵2进入到处于真空状态的结晶釜3中，在结晶釜3中结晶；打开循环泵6与合成罐1联通的阀门，将未饱和的尿素合成液输送至合成罐1中再次进行反应；如此循环至充分反应得到饱和的尿素反应液后，关闭循环泵6与合成罐1联通的阀门，打开结晶釜3的出口，得到高纯度的尿素产品。
Claims (2)
1.一种车用尿素的生产设备，其特征在于：包括合成罐（1）、输送泵（2）、结晶釜（3）、真空泵（5）、缓冲罐（4）和循环泵（6）；所述的合成罐（1）包括进液口（11）、出液口，进气口（16）和出气口（12）；所述的合成罐（1）的上方设有进液口（11）和出气口（12），合成罐（1）的下方设有出液口和进气口（16）；所述的输送泵（2）的输入口与合成罐（1）的出液口连接，输送泵（2）的输出口与结晶釜（3）的进口连接；所述的缓冲罐（4）、真空泵（5）与结晶釜（3）依次连接，使结晶釜（3）内形成真空；所述的循环泵（6）的输入口与结晶釜（3）的出口连接，循环泵（6）的输出口与合成罐（1）连接；所述的合成罐（1）内还包括圆板（15）、折流系统和旋流器（17）；所述的圆板（15）固定在合成罐（1）内；所述的折流系统固定在圆板（15）上；所述的进气口（16）处设有旋流器（17）；
所述的旋流器（17）包括柱体（19）和多块翼片（18）；所述的翼片（18）以螺旋阶梯方式排布在柱体（19）内，相邻翼片之间留有间隙；
所述的翼片（18）的外端与柱体（19）连接固定，内端悬空；
所述的折流系统包括固定轴（13）和折流板（14）；所述的折流板（14）交错排列在固定轴（13）上；所述的折流板（14）与合成罐（1）的内壁有间隙；
所述的圆板（15）为筛板，筛孔之间设有纤维丝。
2.根据权利要求1所述的车用尿素的生产设备，其特征在于：所述的折流系统设有4-6组。
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