CN113578057A - 一种车用尿素的生产装置 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及车用尿素生产技术领域,尤其是一种车用尿素的生产装置。一种车用尿素的生产装置,包括提纯机构、车用尿素储罐,提纯机构包括提纯釜体、竖向分隔板、横向分隔板和电解组件,竖向分隔板固定连接于提纯釜体内,将提纯釜体内部分隔为提纯区和纯水电解区;竖向分隔板贯穿开设有多个连通孔道;横向分隔板固定连接于提纯釜体内,将提纯区分隔为相互连通的提纯二区和提纯二区;竖向分隔板位于提纯二区一侧表面固定连接有阴离子膜;竖向分隔板位于提纯二区一侧表面固定连接有阳离子膜。本申请可采用工业尿素配制得到高质量的车用尿素,降低了车用尿素的生产成本,提升了车用尿素的生产效率。

Description

一种车用尿素的生产装置
技术领域
本申请涉及车用尿素生产技术领域,尤其是涉及一种车用尿素的生产装置。
背景技术
随着环保政策的推行,环保部发布国Ⅳ标准,加大了对汽车尾气排放的监管力度。发动机生产商开始使用SCR技术来达到环保部门的要求。SCR系统包括车用尿素储罐和SCR催化反应罐。SCR系统的运行过程是:当发现排气管中有氮氧化物时,尿素罐自动喷出车用尿素,车用尿素和氮氧化物在SCR催化反应罐中发生氧化还原反应,生成无污染的氮气和水蒸气排出。车用尿素,其组成为32.5-32.8%的高纯尿素和67.2-67.5%的去离子水。在SCR系统中如果不装载车用尿素、或车用尿素的纯度不够、或车用尿素质量伪劣,都会发生车辆发动机自动减速。同时,质量伪劣的车用尿素会污染SCR催化反应罐中的催化剂,造成严重后果。
目前,车用尿素的配制分为尿素的提纯、水处理和车用尿素配制三部。目前,相关车用尿素制备工艺中的提纯工段通常会采用工业尿素,但是工业尿素中杂质含量较高无法满足要求,需要进行提纯才能使用。工业尿素的提纯:在70-75℃时尿素在水溶液中发生水解,在30℃以下尿素重新从水溶液中晶出来,水解结晶一次可以大幅提高尿素的纯度。一般工业级尿素水解结晶一次就可以达到车用尿素标准。
针对上述中的相关技术,发明人发现存在以下缺陷:工业尿素无法直接使用,需要提纯才能进行配制车用尿素,使得车用尿素的生产效率受到了限制,增大车用尿素生产成本。
发明内容
为了解决相关技术方中存在的车用尿素的生产效率低,生产成本较高的问题,本申请提供了一种车用尿素的生产装置。
本申请提供的一种车用尿素的生产装置,是通过以下技术方案得以实现的:
一种车用尿素的生产装置,包括提纯机构、车用尿素储罐,提纯机构与车用尿素储罐相连通;提纯机构包括提纯釜体、竖向分隔板、横向分隔板和电解组件,竖向分隔板固定连接于提纯釜体内,将提纯釜体内部分隔为提纯区和纯水电解区;竖向分隔板贯穿开设有多个连通孔道;连通孔道一端连通于提纯区且另一端连通于纯水电解区;横向分隔板固定连接于提纯釜体内,将提纯区分隔为提纯一区和提纯二区;横向分隔板固定连通有导流管;导流管一端连通于提纯一区且另一端连通于提纯二区;提纯二区与车用尿素储罐相连通;导流管沿液体流动方向依次固定连通有第一控制阀和过滤器;竖向分隔板位于提纯一区一侧表面固定连接有阴离子膜;竖向分隔板位于提纯二区一侧表面固定连接有阳离子膜;电解组件用于电解提纯提纯区中的尿素溶液。
通过采用上述技术方案,先用工业尿素配制成32.2-32.4%的尿素溶液,加入到提纯一区中,在提纯一区进行第一次提纯操作,除去尿素溶液中的阴离子和部分阳离子,再在过滤器的过滤下转移至提纯二区中进行第二次提纯,除去尿素溶液中的大部分阳离子和有机物,制备得到32.5-32.8%的高纯车用尿素溶液,因此,本申请可采用工业尿素配制得到高质量的车用尿素,降低了车用尿素的生产成本,提升了车用尿素的生产效率。
优选的,所述电解组件包括第一电极板、第二电极板、第三电极板和电源,第一电极板、第二电极板、第三电极板皆为石墨烯电极板;第一电极板固定连接于纯水电解区,且第一电极板通过电线与电源相连接;第二电极板固定连接于提纯一区,且第二电极板通过电线与电源相连接;第三电极板固定连接于提纯二区,且第三电极板通过电线与电源相连接;当对提纯一区中的尿素溶液进行提纯时,第一电极板、第二电极板与电源相连通,第一电极板为阳极,第二电极板为阴极;当对提纯二区中的尿素溶液进行提纯时,第一电极板、第三电极板与电源相连通,第一电极板为阴极,第三电极板为阳极。
通过采用上述技术方案,当对提纯一区中的尿素溶液进行提纯时,第一电极板、第二电极板与电源相连通,第一电极板为阳极,第二电极板为阴极,实现了电解除去尿素溶液中的阴离子和部分金属离子(Ag+、Hg2+、Fe3+、Cu2+、Pb2+、Sn2+、Fe2+、Zn2+);当对提纯二区中的尿素溶液进行提纯时,第一电极板、第三电极板与电源相连通,第一电极板为阴极,第三电极板为阳极,可除去尿素溶液中的大部分阳离子和有机物,从而得到高纯度的车用尿素,保证所制备得到的车用尿素的质量。
优选的,所述第一电极板固定连接有第一导线;第一导线固定连接有第二导线和第三导线;第二导线上固定连接有第一开关;第二导线一端连接于第一导线且另一端连接于电源的正极;第三导线上固定连接有第二开关;第三导线一端连接于第一导线且另一端连接于电源的负极;第二电极板和电源负极之间固定连接有第四导线;第四导线上固定连接有第三开关;第三电极板和电源正极之间固定连接有第五导线;第五导线上固定连接有第四开关。
通过采用上述技术方案,便于控制提纯一区和提纯二区的提纯操作,且本电解组件的结构简单,设备成本低,降低了整体的生产成本,易于本申请的推广应用。
优选的,所述提纯机构、车用尿素储罐之间连通有调节机构;调节机构包括第一传输管,第一传输管沿液体流动方向依次固定连通有第二控制阀、第一pH值检测仪、碱液补充件、第二pH值检测仪、尿素浓度检测仪;第一传输管一端连通于提纯二区且另一端连通于车用尿素储罐。
通过采用上述技术方案,可对尿素溶液进行pH值的调控,进而保证所产生的车用尿素的质量。
优选的,所述碱液补充件包括储液箱、出液管和第三控制阀,储液箱固定连接于第一传输管,且位于第一传输管的上部;第三控制阀固定连通于出液管;出液管一端连通于储液箱且另一端连通于第一传输管。
通过采用上述技术方案,碱液补充件中储存的碱液在重力作用下,可滴加至第一传输管中,对尿素溶液进行pH值的调控,可避免新的杂质流入,保证了所产生的车用尿素的质量。
优选的,所述提纯釜体侧壁固定连接有pH值调整组件;pH值调整组件包括第三pH值检测仪、碱液储箱、碱液输送管和第四控制阀,第三pH值检测仪的检测端位于提纯二区的底部,第三pH值检测仪的显示端位于提纯釜体外侧壁;碱液储箱固定连接于提纯釜体外侧壁上部,且碱液储箱相对地面高度高于提纯二区的相对地面高度;第四控制阀固定连通于碱液输送管;碱液输送管一端连通于碱液储箱且另一端连通于提纯二区。
通过采用上述技术方案,可对尿素溶液进行pH值的调控,可保证所产生的车用尿素的质量。
优选的,所述提纯釜体内固定连接有用于加热尿素溶液除去缩二脲的加热组件;加热组件包括用于加热尿素溶液的加热主体、换热介质进管和换热介质出管,加热主体固定连接于提纯釜体,且位于提纯一区内;加热主体一体形成有换热空腔;换热介质进管连通于换热空腔底部;换热介质出管连通于换热空腔上部。
通过采用上述技术方案,加热组件可控制加热温度,从而除去车用尿素溶液中的缩二脲,保证所生产的车用尿素的质量。
优选的,所述车用尿素储罐连通有抽真空组件;抽真空组件包括真空泵、缓冲罐,真空泵连通于缓冲罐;缓冲罐连通于车用尿素储罐。
通过采用上述技术方案,通过抽真空组件可较为快速的将提纯二区中完成提纯的尿素溶液转移到车用尿素储罐中,从而可提高整体的生产效率。
优选的,所述提纯釜体转动连接有搅拌组件;搅拌组件包括驱动电机、搅拌器;驱动电机固定连接于提纯釜体顶部;搅拌器通过联轴器固定连接于驱动电机的输出轴;搅拌器位于提纯一区内。
通过采用上述技术方案,可使得体系中的离子均匀分布于提纯一区,可提升整体的提纯除杂效率,从而提高整体的生产效率。
综上所述,本申请具有以下优点:
1、本申请可采用工业尿素配制得到高质量的车用尿素,降低了车用尿素的生产成本,提升了车用尿素的生产效率。
2、本申请所用设备相对较少,生产成本相对较低,降低维护维修的费用。
附图说明
图1是本申请中实施例1中的整体结构示意图。
图2是本申请中实施例1中的保护面板和岩棉板主体的连接结构示意图。
图3是本申请中实施例1中的保护板主体的结构示意图。
图4是本申请中实施例1中的周向保护板和岩棉板主体的连接结构示意图。
图5是本申请中实施例1中的pH值调整组件的结构示意图。
图6是本申请中实施例2中的调节机构的结构示意图。
图中,1、提纯机构;10、传输管道;100、电磁调节阀;11、提纯釜体;12、竖向分隔板;120、连通孔道;121、阴离子膜;122、阳离子膜;13、横向分隔板;14、导流管;141、第一控制阀;142、过滤器;15、进料口;16、维修窗口;17、密封门;2、调节机构;20、第二控制阀;21、第一传输管;22、第一pH值检测仪;23、碱液补充件;231、储液箱;232、出液管;233、第三控制阀;24、第二pH值检测仪;25、尿素浓度检测仪;3、车用尿素储罐;34、;4、提纯区;41、纯水电解区;42、提纯一区;43、提纯二区;5、电解组件;51、第一电极板;511、第一导线;512、第二导线;513、第三导线;514、第一开关;515、第二开关;52、第二电极板;521、第四导线;522、第三开关;53、第三电极板;531、第五导线;532、第四开关;54、电源;6、pH值调整组件;61、第三pH值检测仪;62、碱液储箱;63、碱液输送管;64、第四控制阀;7、抽真空组件;71、真空泵;72、缓冲罐;8、搅拌组件;81、驱动电机;82、搅拌器;9、加热组件;90、换热空腔;91、加热主体;92、换热介质进管;93、换热介质出管。
具体实施方式
以下结合附图1-6和实施例1-2对本申请作进一步详细说明。
实施例1
参照图1,为本申请公开的一种车用尿素的生产装置,包括提纯机构1、车用尿素储罐3和抽真空组件7,提纯机构1、车用尿素储罐3之间通过传输管道10相连通.其中,传输管道10靠近提纯机构1的一端固定连通有电磁调节阀100,用于控制完成提纯的车用尿素流向车用尿素储罐3。抽真空组件7连通于车用尿素储罐3的顶部,用于提升车用尿素的转移效率,从而提升整体的生产效率。抽真空组件7具体结构如下:抽真空组件7包括真空泵71和缓冲罐72,真空泵71通过管道固定连通于缓冲罐72的侧壁上部。缓冲罐72的顶部通过管道固定连通于车用尿素储罐3的顶部。
参照图1和图2,提纯机构1包括提纯釜体11、竖向分隔板12、横向分隔板13和用于电解提纯提纯区4中的尿素溶液电解组件5。提纯釜体11顶部固定连通有进料口15,工业尿素可通过进料口15添加至提纯釜体11中,水体也是通过进料口15添加进入提纯釜体11内的。竖向分隔板12固定连接于提纯釜体11内,竖向分隔板12的底部焊接于提纯釜体11内面,竖向分隔板12的两侧面焊接于提纯釜体11内壁。竖向分隔板12将提纯釜体11内部分隔为提纯区4和纯水电解区41。提纯区4体积是纯水电解区41的3-5倍,优选为提纯区4体积是纯水电解区41的4倍。竖向分隔板12贯穿开设有多个连通孔道120,连通孔道120呈点阵式分部于竖向分隔板12。连通孔道120的直径为12-20mm,连通孔道120的优选直径为18mm;相邻连通孔道120的间距为20-24mm,优选为20mm。连通孔道120一端连通于提纯区4且另一端连通于纯水电解区41,通过连通孔道120实现了提纯区4和纯水电解区41相连通。
参照图1,横向分隔板13周侧面中三个侧面壁焊接于提纯釜体11内壁中部,横向分隔板13周侧面中的另一侧面焊接于竖向分隔板12侧面中部。横向分隔板13将提纯区4分隔为提纯一区42和提纯二区43。
参照图2,结合图1,竖向分隔板12位于提纯一区42一侧表面固定连接有阴离子膜121,阴离子膜121将所有的竖向分隔板12位于提纯一区42一侧的连通孔道120进行了封堵,提纯一区42中的阴离子通过阴离子膜121可运动至纯水电解区41中。竖向分隔板12位于提纯二区43一侧表面固定连接有阳离子膜122,阳离子膜122将所有的竖向分隔板12位于提纯二区43一侧的连通孔道120进行了封堵,提纯二区43中的阳离子通过阳离子膜122可运动至纯水电解区41中。
参照图1,为了使得尿素溶液体系中的离子分布均匀,提纯釜体11转动连接有搅拌组件8。搅拌组件8包括驱动电机81和搅拌器82,驱动电机81固定连接于提纯釜体11顶部。搅拌器82位于提纯一区42内,且搅拌器82通过联轴器固定连接于驱动电机81的输出轴。搅拌器82可选用直叶式搅拌器或者斜叶式搅拌器。
参照图3,结合图1,提纯釜体11内放置有加热组件9,加热组件9用于加热尿素溶液,除去车用尿素中的缩二脲杂质。加热组件9包括加热主体91、换热介质进管92和换热介质出管93,加热主体91一体形成有换热空腔90,换热介质进管92固定连通于换热空腔90底部侧壁。且换热介质出管93固定连通于换热空腔90顶部侧壁,实现了换热介质下进上出,保证对尿素的加热效率,可有效除去缩二脲杂质。加热主体91固定连接于提纯釜体11内壁,且位于提纯一区42内。横向分隔板13中心处固定连通有导流管14,导流管14一端固定连通于提纯一区42,且另一端伸至于提纯二区43的上部,实现了提纯一区42和提纯二区43的连通。导流管14沿液体流动方向固定连通有第一控制阀141和过滤器142,第一控制阀141和过滤器142皆位于提纯二区43内顶部。第一控制阀141为电磁阀,过滤器142为过滤毡布,过滤毡布为活性炭过滤棉或者聚丙烯腈基活性炭纤维毡布。为了便于定期清理过滤器142,提纯釜体11侧壁开设有与提纯二区43连通的维修窗口16,维修窗口16铰接有密封门17。
参照图4,结合图1,电解组件5的作用是电解提纯提纯区4中的尿素溶液或者电渗析提纯提纯区4中的尿素溶液,具体参照根据现场实际需求进行灵活调整。电解组件5包括第一电极板51、第二电极板52、第三电极板53和电源54,第一电极板51为石墨烯电极板,第一电极板51固定连接于提纯釜体11,且位于纯水电解区41内。第一电极板51下表面伸至于纯水电解区41的底部但不与提纯釜体11内底面接触,第一电极板51上表面锡焊连接有第一导线511。第一导线511上固定连接有第二导线512和第三导线513。第二导线512上固定连接有第一开关514,第三导线513上固定连接有第二开关515。第二导线512一端固定连接于第一导线511且另一端固定连接于电源54的正极。第三导线513一端固定连接于第一导线511且另一端固定连接于电源54的负极。为了保证车用尿素的提纯效果,第一电极板51、第二电极板52、第三电极板53的数量可以为多个,数量取决于提纯釜体11的尺寸。以第一电极板51为例,相邻第一电极板51的间距在10-20cm之间,优选在16cm。
参照图4,结合图1,第二电极板52为石墨烯电极板,第二电极板52固定连接于提纯釜体11,且第二电极板52位于提纯一区42内。第二电极板52下表面伸至于提纯一区42的底部但不与横向分隔板13上表面接触,第二电极板52上表面锡焊连接有第四导线521。第四导线521上固定连接有第三开关522。第四导线521一端固定连接于第二电极板52且另一端固定连接于电源54的负极。
参照图4,结合图1,第三电极板53为石墨烯电极板,第三电极板53固定连接于提纯釜体11,且第三电极板53位于提纯二区43内。第三电极板53下表面伸至于提纯二区43的底部但不与提纯釜体11内底面接触。第三电极板53上表面锡焊连接有第五导线531。第五导线531上固定连接有第四开关532。第五导线531一端固定连接于第三电极板53且另一端固定连接于电源54的正极。
当对提纯一区42中的尿素溶液进行提纯时,第一开关514耦合,第二开关515断开,第二导线512与电源54的正极相接通,实现了第一电极板51接通于电源54的正极。第三开关522耦合,第四开关532断开,第四导线521与电源54的负极相接通,实现了第二电极板52与电源54的负极相连通,第一电极板51为阳极,第二电极板52为阴极,对提纯一区42中的尿素溶液进行电解提纯。在电解过程中,提纯一区42尿素溶液中的杂质阴离子会通过阴离子膜121流向纯水电解区41的纯水中,从而除去了尿素溶液中的杂质阴离子,且第二电极板52作为阴极位于提纯一区42尿素溶液中,可使得尿素溶液中金属离子得电子,被还原成金属单质,通过过滤器142可将被还原的金属单质除去,从而除去了尿素溶液中的部分杂质阳离子。
当对提纯二区43中的尿素溶液进行提纯时,第一开关514断开,第二开关515耦合,第三导线513与电源54的负极相接通,实现了第一电极板51接通于电源54的负极。第三开关522断开,第四开关532耦合,第五导线531与电源54的正极相接通,实现了第三电极板53与电源54的正极相连通,第一电极板51为阴极,第二电极板52为正极,对提纯二区43中的尿素溶液进行电解提纯或者电渗析提纯。
在电解过程中,提纯二区43尿素溶液中残留的杂质阳离子会通过阳离子膜122流向纯水电解区41的纯水中,从而除去了尿素溶液中的杂质阳离子,且第三电极板53作为阳极位于提纯二区43尿素溶液中,可氧化尿素溶液中残留的有机物,从而除去了尿素溶液中的有机物,实现了对工业尿素配制的尿素溶液的提纯,制备得到高质量的车用尿素。因此,提纯二区43进行电解提纯的优点在于:提纯效率较高,且可除去杂质阳离子和残留的有机物。提纯二区43进行电解提纯的缺点在于:需对提纯二区43尿素溶液的pH值进行控制。
在电渗析过程中,提纯二区43尿素溶液中残留的杂质阳离子会通过阳离子膜122流向纯水电解区41的纯水中,从而除去了尿素溶液中的杂质阳离子。因此,提纯二区43进行电渗析提纯的优点在于:不会消耗尿素,对配制的车用尿素浓度影响小,且可所得满足生产需求的车用尿素。提纯二区43进行电渗析提纯的缺点在于:提纯效率比电解提纯效率低一些。
参照图5,结合图1,为了调整提纯二区43中尿素溶液的pH值,提纯釜体11侧壁固定连接有pH值调整组件6。pH值调整组件6是由第三pH值检测仪61、碱液储箱62、碱液输送管63和第四控制阀64构成。其中,第三pH值检测仪61为市售的数显pH值检测仪。安装时,第三pH值检测仪61的检测端位于提纯二区43的底部,第三pH值检测仪61的显示端固定连接于提纯釜体11外侧壁,实现通过第三pH值检测仪61检测、监控提纯二区43中尿素溶液的pH值的目的。
参照图5,结合图1,碱液储箱62焊接于提纯釜体11外侧壁上部,碱液储箱62储存有纯水配制的1mol/L氢氧化钠。碱液储箱62相对地面高度要高于提纯二区43的相对地面高度,因此,碱液储箱62中的氢氧化钠溶液可在重力作用下,添加至提纯二区43的尿素溶液中。碱液输送管63一端固定连通于碱液储箱62的底部,且碱液输送管63的另一端穿设提纯釜体11伸至于提纯二区43的内部。第四控制阀64为电磁阀,第四控制阀64固定连通于碱液输送管63上。
采用本申请中的车用尿素生产装置生产车用尿素的工艺可分为两种,第一种采用本申请中的车用尿素生产装置生产车用尿素的工艺,包括以下步骤:
步骤1,称量47710.49g的工业尿素和100.0kg的自来水,将计量准确的尿素加入提纯釜体11的提纯一区42中,加入计量准确的自来水,开启驱动电机81,以150rpm搅拌,使得工业尿素完全溶解于自来水,配制得到32.3%的工业尿素溶液;
步骤2,加热主体91的换热空腔90中通入85℃的热水,将工业尿素溶液加热至80-85℃,150rpm转速下,搅拌15min除去工业尿素溶液中的缩二脲,加热主体91的换热空腔90中通入4℃的冷水,将工业尿素溶液降温至20-25℃;
步骤3,第一开关514耦合,第二开关515断开,第二导线512与电源54的正极相接通,实现了第一电极板51接通于电源54的正极,第三开关522耦合,第四开关532断开,第四导线521与电源54的负极相接通,实现了第二电极板52与电源54的负极相连通,第一电极板51为阳极,第二电极板52为阴极,对提纯一区42中的尿素溶液进行电解提纯,在电解过程中,提纯一区42尿素溶液中的杂质阴离子会通过阴离子膜121流向纯水电解区41的纯水中,第二电极板52作为阴极位于提纯一区42尿素溶液中,可使得尿素溶液中金属离子得电子,被还原成金属单质,以3.2V电压电解100min后,第一开关514断开静止5min,开启第一控制阀141,提纯一区42尿素溶液通过过滤器142流入提纯二区43中;
步骤4,对提纯二区43中的尿素溶液进行提纯,第二开关515耦合,第一电极板51接通于电源54的负极,第三开关522断开,第四开关532耦合,第三电极板53与电源54的正极相连通,第一电极板51为阴极,第二电极板52为正极,对提纯二区43中的尿素溶液进行电解提纯,以3.2V电压电解50min,观察第三pH值检测仪61的示数,控制第四控制阀64的开度,调整提纯二区43中尿素溶液的pH值为7.0;
步骤5,开启电磁调节阀100和真空泵71,将完成提纯的尿素收集至车用尿素储罐3。
对用尿素储罐3中所得的尿素进行质量检测,检测仪器为密度测定仪、碱度测定仪、折光度测定仪和金属离子分析仪。
表1是采用实施例1中第一种采用本申请中的车用尿素生产装置生产车用尿素的工艺所制的车用尿素的质量检测参数
Figure BDA0003166854660000091
第二种采用本申请中的车用尿素生产装置生产车用尿素的工艺,包括以下步骤:
步骤1,称量47929.00g的工业尿素和100.0kg的自来水,将计量准确的尿素加入提纯釜体11的提纯一区42中,加入计量准确的自来水,开启驱动电机81,以150rpm搅拌,使得工业尿素完全溶解于自来水,配制得到32.4%的工业尿素溶液;
步骤2,加热主体91的换热空腔90中通入85℃的热水,将工业尿素溶液加热至80-85℃,150rpm转速下,搅拌15min除去工业尿素溶液中的缩二脲,加热主体91的换热空腔90中通入4℃的冷水,将工业尿素溶液降温至20-25℃;
步骤3,第一开关514耦合,第二开关515断开,第二导线512与电源54的正极相接通,实现了第一电极板51接通于电源54的正极,第三开关522耦合,第四开关532断开,第四导线521与电源54的负极相接通,实现了第二电极板52与电源54的负极相连通,第一电极板51为阳极,第二电极板52为阴极,对提纯一区42中的尿素溶液进行电解提纯,在电解过程中,提纯一区42尿素溶液中的杂质阴离子会通过阴离子膜121流向纯水电解区41的纯水中,第二电极板52作为阴极位于提纯一区42尿素溶液中,可使得尿素溶液中金属离子得电子,被还原成金属单质,以3.2V电压电解100min后,第一开关514断开静止5min,开启第一控制阀141,提纯一区42尿素溶液通过过滤器142流入提纯二区43中;
步骤4,对提纯二区43中的尿素溶液进行提纯,第二开关515耦合,第一电极板51接通于电源54的负极,第三开关522断开,第四开关532耦合,第三电极板53与电源54的正极相连通,第一电极板51为阴极,第二电极板52为正极,对提纯二区43中的尿素溶液进行电解提纯,以1.0V电压进行120min电渗析,观察第三pH值检测仪61的示数,控制第四控制阀64的开度,调整提纯二区43中尿素溶液的pH值为7.0;
步骤5,开启电磁调节阀100和真空泵71,将完成提纯的尿素收集至车用尿素储罐3。
对用尿素储罐3中所得的尿素进行质量检测,检测仪器为密度测定仪、碱度测定仪、折光度测定仪和金属离子分析仪。
表2是采用实施例1中第二种采用本申请中的车用尿素生产装置生产车用尿素的工艺所制的车用尿素的质量检测参数
Figure BDA0003166854660000101
实施例2
实施例2与实施例1的区别在:参照图6,提纯机构1、车用尿素储罐3之间固定连通有用于调节车用尿素pH值的调节机构2。调节机构2包括第一传输管21,第一传输管21一端固定连接于提纯釜体11的底部,且第一传输管21与提纯二区43相连通,第一传输管21的另一端固定连通于车用尿素储罐3的顶部。第一传输管21沿液体流动方向依次固定连通有第二控制阀20、第一pH值检测仪22、碱液补充件23、第二pH值检测仪24、尿素浓度检测仪25。其中,第二控制阀20为电磁阀。
参照图6,第一pH值检测仪22和第二pH值检测仪24为市售的数显pH值检测仪。第一pH值检测仪22的检测端位于第一传输管21内且第一pH值检测仪22的显示端固定连接于第一传输管21的外壁。第二pH值检测仪24的检测端位于第一传输管21内且第二pH值检测仪24的显示端固定连接于第一传输管21的外壁。尿素浓度检测仪25为市售的尿素浓度检测仪,尿素浓度检测仪25的检测端位于第一传输管21内且尿素浓度检测仪25的显示端固定连接于第一传输管21的外壁。
参照图6,碱液补充件23是由储液箱231、出液管232和第三控制阀233构成。其中,储液箱231通过支撑杆固定连接于第一传输管21的外壁,且储液箱231位于第一传输管21的上部,因此,储液箱231中的碱液可在重力作用下,添加至第一传输管21中,调整第一传输管21中车用尿素的pH值。出液管232呈竖直,一端固定连通于储液箱231的底部且出液管232的另一端固定连通于第一传输管21。第三控制阀233为电磁阀,第三控制阀233通过法兰固定连通于出液管232。
采用本申请中的车用尿素生产装置生产车用尿素的工艺,包括以下步骤:
步骤1,称量47929.00g的工业尿素和100.0kg的自来水,将计量准确的尿素加入提纯釜体11的提纯一区42中,加入计量准确的自来水,开启驱动电机81,以150rpm搅拌,使得工业尿素完全溶解于自来水,配制得到32.4%的工业尿素溶液;
步骤2,加热主体91的换热空腔90中通入85℃的热水,将工业尿素溶液加热至80-85℃,150rpm转速下,搅拌15min除去工业尿素溶液中的缩二脲,加热主体91的换热空腔90中通入4℃的冷水,将工业尿素溶液降温至20-25℃;
步骤3,第一开关514耦合,第二开关515断开,第二导线512与电源54的正极相接通,实现了第一电极板51接通于电源54的正极,第三开关522耦合,第四开关532断开,第四导线521与电源54的负极相接通,实现了第二电极板52与电源54的负极相连通,第一电极板51为阳极,第二电极板52为阴极,对提纯一区42中的尿素溶液进行电解提纯,在电解过程中,提纯一区42尿素溶液中的杂质阴离子会通过阴离子膜121流向纯水电解区41的纯水中,第二电极板52作为阴极位于提纯一区42尿素溶液中,可使得尿素溶液中金属离子得电子,被还原成金属单质,以3.2V电压电解100min后,第一开关514断开静止5min,开启第一控制阀141,提纯一区42尿素溶液通过过滤器142流入提纯二区43中;
步骤4,对提纯二区43中的尿素溶液进行提纯,第二开关515耦合,第一电极板51接通于电源54的负极,第三开关522断开,第四开关532耦合,第三电极板53与电源54的正极相连通,第一电极板51为阴极,第二电极板52为正极,对提纯二区43中的尿素溶液进行电解提纯,以1.0V电压进行120min电渗析;
步骤5,开启电磁调节阀100和真空泵71,观察第一pH值检测仪22和第二pH值检测仪24的示数,控制第三控制阀233的开度,调整第一传输管21中尿素溶液的pH值为7.0,将完成提纯的尿素收集至车用尿素储罐3。
对用尿素储罐3中所得的尿素进行质量检测,检测仪器为密度测定仪、碱度测定仪、折光度测定仪和金属离子分析仪。
表3是采用实施例2中采用尿素生产装置所制的车用尿素的质量检测参数
Figure BDA0003166854660000111
Figure BDA0003166854660000121
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种车用尿素的生产装置,其特征在于:包括提纯机构(1)、车用尿素储罐(3),提纯机构(1)与车用尿素储罐(3)相连通;提纯机构(1)包括提纯釜体(11)、竖向分隔板(12)、横向分隔板(13)和电解组件(5),竖向分隔板(12)固定连接于提纯釜体(11)内,将提纯釜体(11)内部分隔为提纯区(4)和纯水电解区(41);竖向分隔板(12)贯穿开设有多个连通孔道(120);连通孔道(120)一端连通于提纯区(4)且另一端连通于纯水电解区(41);横向分隔板(13)固定连接于提纯釜体(11)内,将提纯区(4)分隔为提纯一区(42)和提纯二区(43);横向分隔板(13)固定连通有导流管(14);导流管(14)一端连通于提纯一区(42)且另一端连通于提纯二区(43);提纯二区(43)与车用尿素储罐(3)相连通;导流管(14)沿液体流动方向依次固定连通有第一控制阀(141)和过滤器(142);竖向分隔板(12)位于提纯一区(42)一侧表面固定连接有阴离子膜(121);竖向分隔板(12)位于提纯二区(43)一侧表面固定连接有阳离子膜(122);电解组件(5)用于电解提纯提纯区(4)中的尿素溶液。
2.根据权利要求1所述的一种车用尿素的生产装置,其特征在于:所述电解组件(5)包括第一电极板(51)、第二电极板(52)、第三电极板(53)和电源(54),第一电极板(51)、第二电极板(52)、第三电极板(53)皆为石墨烯电极板;第一电极板(51)固定连接于纯水电解区(41),且第一电极板(51)通过电线与电源(54)相连接;第二电极板(52)固定连接于提纯一区(42),且第二电极板(52)通过电线与电源(54)相连接;第三电极板(53)固定连接于提纯二区(43),且第三电极板(53)通过电线与电源(54)相连接;当对提纯一区(42)中的尿素溶液进行提纯时,第一电极板(51)、第二电极板(52)与电源(54)相连通,第一电极板(51)为阳极,第二电极板(52)为阴极;当对提纯二区(43)中的尿素溶液进行提纯时,第一电极板(51)、第三电极板(53)与电源(54)相连通,第一电极板(51)为阴极,第三电极板(53)为阳极。
3.根据权利要求2所述的一种车用尿素的生产装置,其特征在于:所述第一电极板(51)固定连接有第一导线(511);第一导线(511)固定连接有第二导线(512)和第三导线(513);第二导线(512)上固定连接有第一开关(514);第二导线(512)一端连接于第一导线(511)且另一端连接于电源(54)的正极;第三导线(513)上固定连接有第二开关(515);第三导线(513)一端连接于第一导线(511)且另一端连接于电源(54)的负极;第二电极板(52)和电源(54)负极之间固定连接有第四导线(521);第四导线(521)上固定连接有第三开关(522);第三电极板(53)和电源(54)正极之间固定连接有第五导线(531);第五导线(531)上固定连接有第四开关(532)。
4.根据权利要求1所述的一种车用尿素的生产装置,其特征在于:所述提纯机构(1)、车用尿素储罐(3)之间连通有调节机构(2);调节机构(2)包括第一传输管(21),第一传输管(21)沿液体流动方向依次固定连通有第二控制阀(20)、第一pH值检测仪(22)、碱液补充件(23)、第二pH值检测仪(24)尿素浓度检测仪(25);第一传输管(21)一端连通于提纯二区(43)且另一端连通于车用尿素储罐(3)。
5.根据权利要求4所述的一种车用尿素的生产装置,其特征在于:所述碱液补充件(23)包括储液箱(231)、出液管(232)和第三控制阀(233),储液箱(231)固定连接于第一传输管(21),且位于第一传输管(21)的上部;第三控制阀(233)固定连通于出液管(232);出液管(232)一端连通于储液箱(231)且另一端连通于第一传输管(21)。
6.根据权利要求1所述的一种车用尿素的生产装置,其特征在于:所述提纯釜体(11)侧壁固定连接有pH值调整组件(6);pH值调整组件(6)包括第三pH值检测仪(61)、碱液储箱(62)、碱液输送管(63)和第四控制阀(64),第三pH值检测仪(61)的检测端位于提纯二区(43)的底部,第三pH值检测仪(61)的显示端位于提纯釜体(11)外侧壁;碱液储箱(62)固定连接于提纯釜体(11)外侧壁上部,且碱液储箱(62)相对地面高度高于提纯二区(43)的相对地面高度;第四控制阀(64)固定连通于碱液输送管(63);碱液输送管(63)一端连通于碱液储箱(62)且另一端连通于提纯二区(43)。
7.根据权利要求1所述的一种车用尿素的生产装置,其特征在于:所述提纯釜体(11)内固定连接有用于加热尿素溶液除去缩二脲的加热组件(9);加热组件(9)包括用于加热尿素溶液的加热主体(91)、换热介质进管(92)和换热介质出管(93),加热主体(91)固定连接于提纯釜体(11),且位于提纯一区(42)内;加热主体(91)一体形成有换热空腔(90);换热介质进管(92)连通于换热空腔(90)底部;换热介质出管(93)连通于换热空腔(90)上部。
8.根据权利要求1所述的一种车用尿素的生产装置,其特征在于:所述车用尿素储罐(3)连通有抽真空组件(7);抽真空组件(7)包括真空泵(71)、缓冲罐(72),真空泵(71)连通于缓冲罐(72);缓冲罐(72)连通于车用尿素储罐(3)。
9.根据权利要求7所述的一种车用尿素的生产装置,其特征在于:所述提纯釜体(11)转动连接有搅拌组件(8);搅拌组件(8)包括驱动电机(81)、搅拌器(82);驱动电机(81)固定连接于提纯釜体(11)顶部;搅拌器(82)通过联轴器固定连接于驱动电机(81)的输出轴;搅拌器(82)位于提纯一区(42)内。
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