CN114524754A - 一种车用尿素生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及车用尿素生产技术领域，尤其涉及一种车用尿素生产工艺，包括以下步骤：步骤一：选取尿素原料，对尿素原料进行分类，对尿素原料进行称重；步骤二：对原料尿素进行预处理；步骤三：制备纯水；步骤四：将尿素原料添加至混合器内，并注入纯水与尿素原料混合形成尿素溶液；步骤五：对尿素溶体进行过滤、浓缩；步骤六：对尿素溶体进行检测，检测合格，则存储备用；若检测不合格，则流向步骤五中，经过滤装置进行提纯并浓缩，浓缩至检测合格后存储备用。本发明节能环保，减少废液的产生，且不合格产品可回流进行再次提纯浓缩，保证了车用尿素的连续化生产，可实现了大规模自动化生产，大大提高了生产效率，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及车用尿素生产技术领域，具体为一种车用尿素生产工艺。
背景技术
车用尿素溶液可将柴油汽车尾气中的氮氧化物转化成无害的氮气和水，既节能又环保，使车辆尾气达到国家规定的排放标准，目前，国内车用尿素生产工艺主要有两种：车用尿素颗粒溶解生产车用尿素溶液和采用尿素熔融液体直接生产车用尿素溶液。
目前的车用尿素溶液生产工艺，浪费大量电能并会产生大量废液，且颗粒溶解速度较慢，效率低，无法连续生产，且产品质量难以保证。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种车用尿素生产工艺，具备节能环保的优点，解决了目前的车用尿素溶液生产工艺，浪费大量电能并会产生大量废液，且颗粒溶解速度较慢，效率低，无法连续生产，且产品质量难以保证的问题。
为解决上述的技术问题，本发明提供如下技术方案：一种车用尿素生产工艺，包括以下步骤：
步骤一：选取尿素原料，对尿素原料进行分类，对尿素原料进行称重；
步骤二：对原料尿素进行预处理；
步骤三：制备纯水；
步骤四：将尿素原料添加至混合器内，并注入纯水与尿素原料混合形成尿素溶液；
步骤五：对尿素溶体进行过滤、浓缩；
步骤六：对尿素溶体进行检测，检测合格，则存储备用；若检测不合格，则流向步骤五中，经过滤装置进行提纯并浓缩，浓缩至检测合格后存储备用。
进一步地，所述步骤二中，原料尿素以10-15kg/min的速度添加至预处理罐中，持续搅拌，每隔10-15s向预处理罐中注入温度为20-45℃的氮气，通入氮气的同时开启超声波发生器，得预处理尿素。
进一步地，所述步骤三中纯水的制备方法，包括以下步骤：
S1、将预处理后的原水经过依次通过微滤过滤芯、活性炭滤芯和超滤过滤芯，除去原水中的杂质；
S2、将过滤后的原水进行反渗透过滤；
S3、将反渗透过滤后的原水进行电去离子处理；
S4、将电去离子处理后的纯水进行电阻率检测，并与预设值比较，若达标则得到超纯水；若不达标则重复进行S3步骤。
进一步地，所述原水电去离子处理的方法为：原水进入至电去离子装置中，在直流电场作用下，原水中的铵盐离子经离子交换膜可迁移出，获得纯水。
进一步地，所述步骤四中，尿素原料以12.5kg/min的速度向添加至混合器内，进行搅拌并加热处理，通入温度为60-80℃的氮气。
进一步地，所述混合器采用搅拌、加热一体机，所述搅拌时的搅拌杆采用双螺旋搅拌杆，所述加热时的加热器采用高频感应加热器。
进一步地，所述步骤五中，尿素溶体浓缩采用二段蒸发工艺；
为了防止尿液中析出结晶，影响生产连续性，一段蒸发应在0.27-0.32Kpa绝压的压力下进行，先蒸掉水分使尿液浓度达到95％，95％的尿液饱和温度控制在128-132℃，如果一段蒸发压力过高，则一段蒸发掉的水过少，会使二段蒸发超负荷；
第二段蒸发出口尿液浓度要求达到99.8％，为到达99.8％的浓度，蒸发压力应尽可能低，操作范围为138-142℃，溶液的饱和蒸汽压为23-26mmHg，以免大量生成缩二脲。
进一步地，所述步骤五后，对尿素溶液进行降温，降温采用冷却水进行循环冷却，当混合原料降低到35-40℃时停止降温。
借由上述技术方案，本发明提供了一种车用尿素生产工艺，至少具备以下有益效果：
1、该车用尿素生产工艺，节能环保，减少废液的产生，且不合格产品可回流进行再次提纯浓缩，保证了车用尿素的连续化生产，可实现了大规模自动化生产，大大提高了生产效率，降低生产成本。
2、该车用尿素生产工艺，车用尿素配制前对原料尿素进行预处理，能有效除去原料尿素颗粒表面的杂质离子，降低提纯工段的难度，降低生产成本。
3、该车用尿素生产工艺，在纯水与尿素混合时搅拌并加热同时操作，一方面提高了对尿素原料和纯水的混合效果，提高了生产效率，另一方面可避免尿素原料出现氧化的可能性，提高了车用尿素在生产过程中的稳定性和高效性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种车用尿素生产工艺，包括以下步骤：
步骤一：选取尿素原料，对尿素原料进行分类，对尿素原料进行称重。
对尿素称重采用高精度的电子秤，在使用电子秤称取前要进行对电子秤进行校准，让电子秤的示数处于零的位置。
步骤二：对原料尿素进行预处理。
原料尿素以10kg/min的速度添加至预处理罐中，持续搅拌，每隔10s向预处理罐中注入温度为20℃的氮气，通入氮气的同时开启超声波发生器，得预处理尿素。
步骤三：制备纯水；
纯水的制备方法，包括以下步骤：
S1、将预处理后的原水经过依次通过微滤过滤芯、活性炭滤芯和超滤过滤芯，除去原水中的杂质；
S2、将过滤后的原水进行反渗透过滤；
S3、将反渗透过滤后的原水进行电去离子处理；
S4、将电去离子处理后的纯水进行电阻率检测，并与预设值比较，若达标则得到超纯水；若不达标则重复进行S3步骤。
原水电去离子处理的方法为：原水进入至电去离子装置中，在直流电场作用下，原水中的铵盐离子经离子交换膜可迁移出，获得纯水。
步骤四：将尿素原料添加至混合器内，并注入纯水与尿素原料混合形成尿素溶液。
尿素原料以12.5kg/min的速度向添加至混合器内，进行搅拌并加热处理，通入温度为60℃的氮气。
混合器采用搅拌、加热一体机，搅拌时的搅拌杆采用双螺旋搅拌杆，加热时的加热器采用高频感应加热器。
步骤五：对尿素溶体进行过滤、浓缩。
尿素溶体浓缩采用二段蒸发工艺。
为了防止尿液中析出结晶，影响生产连续性，一段蒸发应在0.27Kpa绝压的压力下进行，先蒸掉水分使尿液浓度达到95％，95％的尿液饱和温度控制在128℃，如果一段蒸发压力过高，则一段蒸发掉的水过少，会使二段蒸发超负荷。
第二段蒸发出口尿液浓度要求达到99.8％，为到达99.8％的浓度，蒸发压力应尽可能低，操作范围为138℃，溶液的饱和蒸汽压为23mmHg，以免大量生成缩二脲。
步骤五后，对尿素溶液进行降温，降温采用冷却水进行循环冷却，当混合原料降低到35℃时停止降温。
步骤六：对尿素溶体进行检测，检测合格，则存储备用；若检测不合格，则流向步骤五中，经过滤装置进行提纯并浓缩，浓缩至检测合格后存储备用。
实施例二：
一种车用尿素生产工艺，包括以下步骤：
步骤一：选取尿素原料，对尿素原料进行分类，对尿素原料进行称重。
对尿素称重采用高精度的电子秤，在使用电子秤称取前要进行对电子秤进行校准，让电子秤的示数处于零的位置。
步骤二：对原料尿素进行预处理。
原料尿素以13kg/min的速度添加至预处理罐中，持续搅拌，每隔12s向预处理罐中注入温度为35℃的氮气，通入氮气的同时开启超声波发生器，得预处理尿素。
步骤三：制备纯水；
纯水的制备方法，包括以下步骤：
S1、将预处理后的原水经过依次通过微滤过滤芯、活性炭滤芯和超滤过滤芯，除去原水中的杂质；
S2、将过滤后的原水进行反渗透过滤；
S3、将反渗透过滤后的原水进行电去离子处理；
S4、将电去离子处理后的纯水进行电阻率检测，并与预设值比较，若达标则得到超纯水；若不达标则重复进行S3步骤。
原水电去离子处理的方法为：原水进入至电去离子装置中，在直流电场作用下，原水中的铵盐离子经离子交换膜可迁移出，获得纯水。
步骤四：将尿素原料添加至混合器内，并注入纯水与尿素原料混合形成尿素溶液。
尿素原料以12.5kg/min的速度向添加至混合器内，进行搅拌并加热处理，通入温度为70℃的氮气。
混合器采用搅拌、加热一体机，搅拌时的搅拌杆采用双螺旋搅拌杆，加热时的加热器采用高频感应加热器。
步骤五：对尿素溶体进行过滤、浓缩。
尿素溶体浓缩采用二段蒸发工艺。
为了防止尿液中析出结晶，影响生产连续性，一段蒸发应在0.3Kpa绝压的压力下进行，先蒸掉水分使尿液浓度达到95％，95％的尿液饱和温度控制在130℃，如果一段蒸发压力过高，则一段蒸发掉的水过少，会使二段蒸发超负荷。
第二段蒸发出口尿液浓度要求达到99.8％，为到达99.8％的浓度，蒸发压力应尽可能低，操作范围为140℃，溶液的饱和蒸汽压为25mmHg，以免大量生成缩二脲。
步骤五后，对尿素溶液进行降温，降温采用冷却水进行循环冷却，当混合原料降低到37℃时停止降温。
步骤六：对尿素溶体进行检测，检测合格，则存储备用；若检测不合格，则流向步骤五中，经过滤装置进行提纯并浓缩，浓缩至检测合格后存储备用。
实施例三：
一种车用尿素生产工艺，包括以下步骤：
步骤一：选取尿素原料，对尿素原料进行分类，对尿素原料进行称重。
对尿素称重采用高精度的电子秤，在使用电子秤称取前要进行对电子秤进行校准，让电子秤的示数处于零的位置。
步骤二：对原料尿素进行预处理。
原料尿素以15kg/min的速度添加至预处理罐中，持续搅拌，每隔15s向预处理罐中注入温度为45℃的氮气，通入氮气的同时开启超声波发生器，得预处理尿素。
步骤三：制备纯水；
纯水的制备方法，包括以下步骤：
S1、将预处理后的原水经过依次通过微滤过滤芯、活性炭滤芯和超滤过滤芯，除去原水中的杂质；
S2、将过滤后的原水进行反渗透过滤；
S3、将反渗透过滤后的原水进行电去离子处理；
S4、将电去离子处理后的纯水进行电阻率检测，并与预设值比较，若达标则得到超纯水；若不达标则重复进行S3步骤。
原水电去离子处理的方法为：原水进入至电去离子装置中，在直流电场作用下，原水中的铵盐离子经离子交换膜可迁移出，获得纯水。
步骤四：将尿素原料添加至混合器内，并注入纯水与尿素原料混合形成尿素溶液。
尿素原料以12.5kg/min的速度向添加至混合器内，进行搅拌并加热处理，通入温度为80℃的氮气。
混合器采用搅拌、加热一体机，搅拌时的搅拌杆采用双螺旋搅拌杆，加热时的加热器采用高频感应加热器。
步骤五：对尿素溶体进行过滤、浓缩。
尿素溶体浓缩采用二段蒸发工艺。
为了防止尿液中析出结晶，影响生产连续性，一段蒸发应在0.32Kpa绝压的压力下进行，先蒸掉水分使尿液浓度达到95％，95％的尿液饱和温度控制在132℃，如果一段蒸发压力过高，则一段蒸发掉的水过少，会使二段蒸发超负荷。
第二段蒸发出口尿液浓度要求达到99.8％，为到达99.8％的浓度，蒸发压力应尽可能低，操作范围为142℃，溶液的饱和蒸汽压为26mmHg，以免大量生成缩二脲。
步骤五后，对尿素溶液进行降温，降温采用冷却水进行循环冷却，当混合原料降低到35-40℃时停止降温。
步骤六：对尿素溶体进行检测，检测合格，则存储备用；若检测不合格，则流向步骤五中，经过滤装置进行提纯并浓缩，浓缩至检测合格后存储备用。
该车用尿素生产工艺，节能环保，减少废液的产生，且不合格产品可回流进行再次提纯浓缩，保证了车用尿素的连续化生产，可实现了大规模自动化生产，大大提高了生产效率，降低生产成本。
车用尿素配制前对原料尿素进行预处理，能有效除去原料尿素颗粒表面的杂质离子，降低提纯工段的难度，降低生产成本。
在纯水与尿素混合时搅拌并加热同时操作，一方面提高了对尿素原料和纯水的混合效果，提高了生产效率，另一方面可避免尿素原料出现氧化的可能性，提高了车用尿素在生产过程中的稳定性和高效性。
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种车用尿素生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：选取尿素原料，对尿素原料进行分类，对尿素原料进行称重；
步骤二：对原料尿素进行预处理；
步骤三：制备纯水；
步骤四：将尿素原料添加至混合器内，并注入纯水与尿素原料混合形成尿素溶液；
步骤五：对尿素溶体进行过滤、浓缩；
步骤六：对尿素溶体进行检测，检测合格，则存储备用；若检测不合格，则流向步骤五中，经过滤装置进行提纯并浓缩，浓缩至检测合格后存储备用。
2.根据权利要求1所述的车用尿素生产工艺，其特征在于：所述步骤二中，原料尿素以10-15kg/min的速度添加至预处理罐中，持续搅拌，每隔10-15s向预处理罐中注入温度为20-45℃的氮气，通入氮气的同时开启超声波发生器，得预处理尿素。
3.根据权利要求1所述的车用尿素生产工艺，其特征在于：所述步骤三中纯水的制备方法，包括以下步骤：
S1、将预处理后的原水经过依次通过微滤过滤芯、活性炭滤芯和超滤过滤芯，除去原水中的杂质；
S2、将过滤后的原水进行反渗透过滤；
S3、将反渗透过滤后的原水进行电去离子处理；
S4、将电去离子处理后的纯水进行电阻率检测，并与预设值比较，若达标则得到超纯水；若不达标则重复进行S3步骤。
4.根据权利要求3所述的车用尿素生产工艺，其特征在于：所述原水电去离子处理的方法为：原水进入至电去离子装置中，在直流电场作用下，原水中的铵盐离子经离子交换膜可迁移出，获得纯水。
5.根据权利要求1所述的车用尿素生产工艺，其特征在于：所述步骤四中，尿素原料以12.5kg/min的速度向添加至混合器内，进行搅拌并加热处理，通入温度为60-80℃的氮气。
6.根据权利要求5所述的车用尿素生产工艺，其特征在于：所述混合器采用搅拌、加热一体机，所述搅拌时的搅拌杆采用双螺旋搅拌杆，所述加热时的加热器采用高频感应加热器。
7.根据权利要求1所述的车用尿素生产工艺，其特征在于：所述步骤五中，尿素溶体浓缩采用二段蒸发工艺。
为了防止尿液中析出结晶，影响生产连续性，一段蒸发应在0.27-0.32Kpa绝压的压力下进行，先蒸掉水分使尿液浓度达到95％，95％的尿液饱和温度控制在128-132℃，如果一段蒸发压力过高，则一段蒸发掉的水过少，会使二段蒸发超负荷。
第二段蒸发出口尿液浓度要求达到99.8％，为到达99.8％的浓度，蒸发压力应尽可能低，操作范围为138-142℃，溶液的饱和蒸汽压为23-26mmHg，以免大量生成缩二脲。
8.根据权利要求1所述的车用尿素生产工艺，其特征在于：所述步骤五后，对尿素溶液进行降温，降温采用冷却水进行循环冷却，当混合原料降低到35-40℃时停止降温。
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