CN212731994U - 车用尿素溶液制备系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车用尿素溶液制备系统，包括混料单元，所述混料单元用于对物料进行混合制备尿素溶液；超纯水制备单元，所述超纯水制备单元将原料水进行过滤，用于准备超纯水；监控单元，所述监控单元对整个制备过程进行监控；其中混料单元包括化料槽和配制槽，所述化料槽和配制槽上均有搅拌机构，所述化料槽上还连接有热量回收单元。本实用新型实现了车用尿素溶液制备的自动控制和运行维护，自动化程度高，降低人工成本，提高了制备过程中的稳定性，能够进行热量交换和回收废液利用，节能环保，减少生产成本。

Description

车用尿素溶液制备系统

技术领域

本实用新型涉及尿素生产的技术领域，特别是车用尿素溶液制备系统的技术领域。

背景技术

车用尿素溶液是一种减少汽车尾气中的氮氧化物排放的还原剂，随着汽车保有量的不断增加，汽车尾气的排放解决方案，车用尿素溶液是SCR技术所需的还原剂。车用尿素溶液一般是将颗粒尿素按照一定比例溶于纯水中制得，

目前的车用尿素溶液的生产涉及到大量的设备，需要大量的观察调试和排查故障，维持生产系统的良好运行，这种机械式的调整方法非常费时费力，非常依赖技术人员的经验，制备系统运行不够稳定。而且通过多次结晶来降低尿素中缩二脲等杂质含量，但是多次结晶过程又会产生大量尿素废液。

实用新型内容

本实用新型的目的就是解决现有技术中的问题，提出车用尿素溶液制备系统，实现了车用尿素溶液制备的自动控制和运行维护，自动化程度高，降低人工成本，提高了制备过程中的稳定性，能够进行热量交换和回收废液利用，节能环保，减少生产成本。

本实用新型为克服现有技术存在的问题，提供如下技术方案：

车用尿素溶液制备系统，包括：

混料单元，所述混料单元用于对物料进行混合制备尿素溶液；

超纯水制备单元，所述超纯水制备单元将原料水进行过滤，用于准备超纯水；

监控单元，所述监控单元对整个制备过程进行监控；

其中混料单元包括化料槽和配制槽，所述化料槽和配制槽上均有搅拌机构，所述化料槽上还连接有热量回收单元；所述混料单元、超纯水制备单元、热量回收单元上均设有控制点，用于采集制备过程中的实时生产数据，对其所在单元制备过程中的阀门进行控制；所述监控单元通过通信线路连接各个控制点，用于监控每个控制点的实时生产数据，并向所述控制点发送控制指令。

在本申请公开的车用尿素溶液制备系统中，可选地，所述化料槽上设有尿素入口和第一回流管，所述第一回流管上安装有尿素溶液循环泵，超纯水制备单元通过第一进水管连接化料槽。

在本申请公开的车用尿素溶液制备系统中，可选地，所述化料槽通过溶液输出管连接超滤过滤器，超滤过滤器输出管连接配制槽，超纯水制备单元通过第二进水管连接配制槽，配制槽输出管上安装有尿素溶液输送泵，尿素溶液输送泵连接储液槽，储液槽的出料端安装有出料阀。

在本申请公开的车用尿素溶液制备系统中，可选地，所述混料单元上的控制点包括化料槽内的温度传感器、浓度传感器、化料槽出料管的阀门和流量传感器、配制槽内的浓度传感器、尿素溶液的出料阀。

在本申请公开的车用尿素溶液制备系统中，可选地，所述超纯水制备单元包括第一级过滤提纯设备、第二级过滤提纯设备、第三级过滤提纯设备，第三级过滤提纯设备连接有精制水储槽，所述精制水储槽上连接有第二回流管，第二回流管上装有精制水输送泵，第二回流管还连接有第一进水管和第二进水管。

在本申请公开的车用尿素溶液制备系统中，可选地，所述第一级过滤提纯设备为机械过滤器，第二级过滤提纯设备为依次连接的阴床、阳床、混床，第三级过滤提纯设备为反渗透过滤器。

在本申请公开的车用尿素溶液制备系统中，可选地，所述超纯水制备单元上的控制点包括原料水进水管路上的调压阀、压力传感器和第一进水管、第二进水管上的进水阀；所述超纯水制备单元还通过冲洗水管连接化料槽，冲洗水管上装有冲洗阀和流量传感器。

在本申请公开的车用尿素溶液制备系统中，可选地，所述热量回收单元包括冷凝液槽，冷凝液槽上设有低压加热装置，冷凝液槽通过低压蒸汽管连接化料槽为化料槽提供热量，并通过冷凝回收管回收冷凝液到冷凝液槽。

在本申请公开的车用尿素溶液制备系统中，可选地，所述化料槽底部连接有地槽，地槽上连接有废液回收管，废液回收管上设有废液回收泵，废液回收管连接到冷凝液槽。

在本申请公开的车用尿素溶液制备系统中，可选地，所述热量回收单元的控制点包括低压蒸汽管上的温度传感器和阀门。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型实现了车用尿素溶液制备的自动控制和运行维护，自动化程度高，降低人工成本，提高了车用尿素溶液制备过程中的稳定性，热量回收单元和废液回收设备，能够进行热量交换和回收废液利用，节能环保，减少生产成本。

本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是车用尿素溶液制备系统的整体结构示意图；

图2是车用尿素溶液制备系统的超纯水制备单元结构示意图；

图3是车用尿素溶液制备系统的框图。

图中

1-化料槽；11-尿素入口；12-搅拌机构；13-第一回流管；14-尿素溶液循环泵； 2-超纯水制备单元； 21-第一级过滤提纯设备；22-第二级过滤提纯设备；23-第三级过滤提纯设备；24-精制水储槽；25-精制水输送泵；26-第二回流管；27-第一进水管；28-第二进水管；3-冷凝液槽；31-低压蒸汽管；32-冷凝回收管；4-地槽；41-废液回收泵；5-超滤过滤器；6-配制槽；7-储液槽；71-尿素溶液输送泵；72-出料阀。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本实用新型申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个或者两个以上，除非另有明确具体的限定。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型申请实施例可以在不同例子中重复参考数字或参考字母，这种重复只是为了简化和清楚目的，其本身不指示所讨论各种实施方式或/和设置之间的关系。

下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

如图1、图2、图3，本实用新型，车用尿素溶液制备系统，包括：

混料单元，所述混料单元用于对物料进行混合制备尿素溶液；

超纯水制备单元2，所述超纯水制备单元2将原料水进行过滤，用于准备超纯水；

监控单元，所述监控单元对整个制备过程进行监控；

其中混料单元包括化料槽1和配制槽6，所述化料槽1和配制槽6上均有搅拌机构12，所述化料槽1上还连接有热量回收单元；所述混料单元、超纯水制备单元2、热量回收单元上均设有控制点，用于采集制备过程中的实时生产数据，对其所在单元制备过程中的阀门进行控制；所述监控单元通过通信线路连接各个控制点，用于监控每个控制点的实时生产数据，并向所述控制点发送控制指令。

所述化料槽1上设有尿素入口11和第一回流管13，所述第一回流管13上安装有尿素溶液循环泵14，超纯水制备单元2通过第一进水管27连接化料槽1。可以使溶液从化料槽1底部抽出，又从化料槽1顶部注入，对溶液进行循环搅拌，使上下部分的溶液充分混合，最大限度使溶液均质；颗粒尿素溶解是吸热过程，使用蒸汽可以对溶液进行加热，加速溶解过程。溶解速度快，配制时间缩短，尿素停留时间缩短就能够减少缩二脲等杂质产生。尿素溶液循环泵14既能进行尿素溶液循环还能进行尿素溶液输送，等配制稳定后，将40%的尿素溶液输送到超滤过滤器5中。

所述化料槽1通过溶液输出管连接超滤过滤器5，超滤过滤器5输出管连接配制槽6，超纯水制备单元2通过第二进水管28连接配制槽6，配制槽6输出管上安装有尿素溶液输送泵71，尿素溶液输送泵71连接储液槽7，储液槽7的出料端安装有出料阀72。

所述混料单元上的控制点包括化料槽1内的温度传感器、浓度传感器、化料槽1出料管的阀门和流量传感器、配制槽6内的浓度传感器、尿素溶液的出料阀72。

所述热量回收单元包括冷凝液槽3，冷凝液槽3上设有低压加热装置，冷凝液槽3通过低压蒸汽管31连接化料槽1为化料槽1提供热量，并通过冷凝回收管32回收冷凝液到冷凝液槽3。同时通入尿素0.45MP的低压蒸汽到化料槽1，产生的蒸汽冷凝液连接回流收集，利用这个热量使化料槽1保持需要的温度。

所述化料槽1底部连接有地槽4，地槽4上连接有废液回收管，废液回收管上设有废液回收泵41，废液回收管连接到冷凝液槽3。能够对废液进行回收，而且废液到冷凝液槽3中，再成为蒸汽提供热量。

所述热量回收单元的控制点包括低压蒸汽管31上的温度传感器和阀门。

如图2，所述超纯水制备单元2包括第一级过滤提纯设备21、第二级过滤提纯设备22、第三级过滤提纯设备23，第三级过滤提纯设备23连接有精制水储槽24，所述精制水储槽24上连接有第二回流管26，第二回流管26上装有精制水输送泵25，第二回流管26还连接有第一进水管27和第二进水管28。第二回流管26上设有回流阀、水质传感器监控水质，水质不合格时，回流处理后水质达标再流入下一设备。

所述超纯水制备单元2上的控制点包括原料水进水管路上的调压阀、压力传感器和第一进水管27、第二进水管28上的进水阀；所述超纯水制备单元2还通过冲洗水管连接化料槽1，冲洗水管上装有冲洗阀和流量传感器。控制点还包括回流阀、水质传感器。精制水通过冲洗水管对管道系统进行冲洗，防止积累尿素结晶。对原料水进行压力监测和进水控制，当水压大于预设值时，调整水压，进水阀控制化料槽1、配制槽6是否进水，流量传感器控制水流量。

所述第一级过滤提纯设备21为机械过滤器，第二级过滤提纯设备22为依次连接的阴床、阳床、混床，第三级过滤提纯设备23为反渗透过滤器。超纯水制备单元2供应配制需要的纯水，原水使用河水或自来水，经过多层过滤处理即可使用，比传统直接使用高纯水生产成本显著降低。先进入机械过滤器进行初步的吸附过滤，去除泥沙、颗粒等杂质，然后进入阴床去除大部分阴离子，进入阳床去除大部分阳离子，进入混床将氢离子和氢氧离子结合，再经过反渗透过滤，得到超纯水。

使用过程：

尿素粗配制，通过尿素入口11加入颗粒尿素原料，超纯水制备单元2将水过滤处理达到精制水的程度，通过第一进水管27加入精制水，启动尿素溶液循环泵14溶液进行循环，启动搅拌机构12，待温度传感器和浓度传感器的数据都稳定，说明尿素原料已完全溶解，在搅拌器和循环泵的双作用下，使粗配制的尿素溶液的浓度控制在40%、温度控制在50℃左右。粗配制的尿素溶液进行过滤，超滤过滤器5的过滤精度控制在5微米左右，过滤后的溶液进入配制槽6，通过第二进水管28加入精制水，进行32.5%的车用尿素溶液的调配，监控单元监控配制过程和系统中各个控制点数据，保证正常运行；配制完成后，化验分析合格后，进入储液槽7储存，再进入灌装工段。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.车用尿素溶液制备系统，其特征在于：包括：

混料单元，所述混料单元用于对物料进行混合制备尿素溶液；

超纯水制备单元（2），所述超纯水制备单元（2）将原料水进行过滤，用于准备超纯水；

监控单元，所述监控单元对整个制备过程进行监控；

其中，混料单元包括化料槽（1）和配制槽（6），所述化料槽（1）和配制槽（6）上均有搅拌机构（12），所述化料槽（1）上还连接有热量回收单元；所述混料单元、超纯水制备单元（2）、热量回收单元上均设有控制点，用于采集制备过程中的实时生产数据，对其所在单元制备过程中的阀门进行控制；所述监控单元通过通信线路连接各个控制点，用于监控每个控制点的实时生产数据，并向所述控制点发送控制指令。

2.如权利要求1所述的车用尿素溶液制备系统，其特征在于：所述化料槽（1）上设有尿素入口（11）和第一回流管（13），所述第一回流管（13）上安装有尿素溶液循环泵（14），超纯水制备单元（2）通过第一进水管（27）连接化料槽（1）。

3.如权利要求1所述的车用尿素溶液制备系统，其特征在于：所述化料槽（1）通过溶液输出管连接超滤过滤器（5），超滤过滤器（5）输出管连接配制槽（6），超纯水制备单元（2）通过第二进水管（28）连接配制槽（6），配制槽（6）输出管上安装有尿素溶液输送泵（71），尿素溶液输送泵（71）连接储液槽（7），储液槽（7）的出料端安装有出料阀（72）。

4.如权利要求1所述的车用尿素溶液制备系统，其特征在于：所述混料单元上的控制点包括化料槽（1）内的温度传感器、浓度传感器、化料槽（1）出料管的阀门和流量传感器、配制槽（6）内的浓度传感器、尿素溶液的出料阀（72）。

5.如权利要求1所述的车用尿素溶液制备系统，其特征在于：所述超纯水制备单元（2）包括第一级过滤提纯设备（21）、第二级过滤提纯设备（22）、第三级过滤提纯设备（23），第三级过滤提纯设备（23）连接有精制水储槽（24），所述精制水储槽（24）上连接有第二回流管（26），第二回流管（26）上装有精制水输送泵（25），第二回流管（26）还连接有第一进水管（27）和第二进水管（28）。

6.如权利要求5所述的车用尿素溶液制备系统，其特征在于：所述第一级过滤提纯设备（21）为机械过滤器，第二级过滤提纯设备（22）为依次连接的阴床、阳床、混床，第三级过滤提纯设备（23）为反渗透过滤器。

7.如权利要求5所述的车用尿素溶液制备系统，其特征在于：所述超纯水制备单元（2）上的控制点包括原料水进水管路上的调压阀、压力传感器和第一进水管（27）、第二进水管（28）上的进水阀；所述超纯水制备单元（2）还通过冲洗水管连接化料槽（1），冲洗水管上装有冲洗阀和流量传感器。

8.如权利要求1所述的车用尿素溶液制备系统，其特征在于：所述热量回收单元包括冷凝液槽（3），冷凝液槽（3）上设有低压加热装置，冷凝液槽（3）通过低压蒸汽管（31）连接化料槽（1）为化料槽（1）提供热量，并通过冷凝回收管（32）回收冷凝液到冷凝液槽（3）。

9.如权利要求8所述的车用尿素溶液制备系统，其特征在于：所述化料槽（1）底部连接有地槽（4），地槽（4）上连接有废液回收管，废液回收管上设有废液回收泵（41），废液回收管连接到冷凝液槽（3）。

10.如权利要求1所述的车用尿素溶液制备系统，其特征在于：所述热量回收单元的控制点包括低压蒸汽管（31）上的温度传感器和阀门。

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