CN105771305A - 生产车用尿素的隔板结晶设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生产车用尿素的隔板结晶设备，包括尿液合成罐、输送泵、结晶釜、真空泵、缓冲罐和循环泵；所述的结晶釜上方设有进液口，底部设有出液口和产品出口；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；所述的输送泵的输入口与尿液合成罐连接，输送泵的输出口与结晶釜的进液口连接；所述的循环泵的输入口与结晶釜的出液口连接，循环泵的输出口与尿液合成罐连接；所述的结晶釜还设有隔板。本发明直接采用尿液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，节能环保，具有较好的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明属于生产车用尿素技术领域，涉及一种生产车用尿素的隔板结晶设备。
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***，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，必须使尿素合成反应液通过多次结晶以降低尿素中的缩二脲等杂质含量。
发明内容
本发明提供了一种设备简单，占地面积小，提高尿素的提纯效率的生产车用尿素的隔板结晶设备。
为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种生产车用尿素的隔板结晶设备，包括尿液合成罐、输送泵、结晶釜、真空泵、缓冲罐和循环泵；所述的结晶釜上方设有进液口，底部设有出液口和产品出口；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；所述的输送泵的输入口与尿液合成罐连接，输送泵的输出口与结晶釜的进液口连接；所述的循环泵的输入口与结晶釜的出液口连接，循环泵的输出口与尿液合成罐连接；所述的结晶釜还设有隔板。
作为进一步改进，以上所述的隔板纵向均布在结晶釜内，将结晶釜的内部分成多个小格；每个小格内均设有冷却盘管；所述的结晶釜还设有冷却介质入口和冷却介质出口；所述的冷却盘管之间通过管道串联，并与结晶釜上的冷却介质入口和冷却介质出口连接。
作为进一步改进，以上所述的结晶釜内还设有喷淋器；所述的喷淋器包括喷淋管和喷淋头；所述的喷淋管通过管道与循环泵连接；所述的喷淋头均布设置于喷淋管上；所述的喷淋管设置在隔板的上方。
作为进一步改进，以上所述的所述的冷却盘管内通入冷却介质；所述的冷却介质为冷盐水或者冷水。
作为进一步改进，以上所述的结晶釜的上方设有进液管和旋转喷头；所述的进液管的一端与结晶釜的进液口连接，另一端与旋转喷头连接。
使用时，尿液合成罐中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，结晶釜中采用隔板将结晶釜分隔为多个小格，并在每个小格中设有通有冷却介质的冷却盘管，使得尿素合成液在隔板上进行冷却结晶提纯，打开循环泵与尿液合成罐联通的阀门，将未饱和的尿素反应液输送至尿液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，关闭循环泵与尿液合成罐联通的阀门，打开与结晶釜中的喷淋管连接的阀门，用饱和的尿素反应液对隔板上结晶所得到的产品喷淋洗涤，提高产品的纯度。
相比于现有技术，本发明具有的优点及有益效果如下：
1、本发明直接采用尿液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。
2、本发明的结晶釜采用隔板作为结晶载体，使得尿素合成液在真空条件下与小格中的冷却盘管产生的冷气进行热交换，使尿素合成液在隔板面上冷却结晶，增加了单位结晶面积，提高了生产效率；同时，结晶体悬挂在隔板面上，在晶、液两相分离时，彻底排出杂质含量高的液体，提高提纯率。
3、本发明中的结晶釜中设有喷淋器，可对晶柱表面和结晶釜残余的反应液进行喷淋洗涤，减少了杂质含量，提高产品质量。
4、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。
5、本发明设有的旋转喷头，可将尿素合成液充分散落在结晶釜中进行反应，反应面积广，提高了产品质量的均一性，同时提高了结晶效率。
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。
附图标识：
1-尿液合成罐，2-输送泵，3-结晶釜，4-进液管，5-旋转喷头，6-缓冲罐，7-真空泵-，8-喷淋头，9-隔板，10-循环泵，11-喷淋管，12-冷却盘管。
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：
一种生产车用尿素的隔板结晶设备，包括尿液合成罐1、输送泵2、结晶釜3、真空泵7、缓冲罐6和循环泵10。结晶釜3上方设有进液口，底部设有出液口和产品出口。所述的缓冲罐6、真空泵7与结晶釜3依次连接，使结晶釜3内形成真空。所述的输送泵2的输入口与尿液合成罐1连接，输送泵2的输出口与结晶釜3的进液口连接。所述的循环泵10的输入口与结晶釜3的出液口连接，循环泵10的输出口与尿液合成罐1连接；所述的结晶釜3还设有隔板9。
所述的隔板9纵向均布在结晶釜3内，将结晶釜3的内部分成多个小格；每个小格内均设有冷却盘管12。所述的结晶釜3还设有冷却介质入口和冷却介质出口，冷却盘管12之间通过管道串联，并与结晶釜3上的冷却介质入口和冷却介质出口连接。所述的冷却盘管12内通入冷却介质；所述的冷却介质为冷盐水。
使用时，尿液合成罐1中反应得到的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，结晶釜3中采用隔板9将结晶釜3分隔为多个小格，并在每个小格中设有通有冷却介质的冷却盘管12，使得尿素合成液在隔板12上进行冷却结晶提纯，打开循环泵10与尿液合成罐1联通的阀门，将未饱和的尿素反应液输送至尿液合成罐1中再次进行反应，得到高纯度的尿素产品。
实施例2：
一种生产车用尿素的隔板结晶设备，包括尿液合成罐1、输送泵2、结晶釜3、真空泵7、缓冲罐6和循环泵10。结晶釜3上方设有进液口，底部设有出液口和产品出口。所述的缓冲罐6、真空泵7与结晶釜3依次连接，使结晶釜3内形成真空。所述的输送泵2的输入口与尿液合成罐1连接，输送泵2的输出口与结晶釜3的进液口连接。所述的循环泵10的输入口与结晶釜3的出液口连接，循环泵10的输出口与尿液合成罐1连接；所述的结晶釜3还设有隔板9。
所述的隔板9纵向均布在结晶釜3内，将结晶釜3的内部分成多个小格；每个小格内均设有冷却盘管12。所述的结晶釜3还设有冷却介质入口和冷却介质出口，冷却盘管12之间通过管道串联，并与结晶釜3上的冷却介质入口和冷却介质出口连接。所述的冷却盘管12内通入冷却介质；所述的冷却介质为冷水。所述的结晶釜3内还设有喷淋器；喷淋器包括喷淋管11和喷淋头8；所述的喷淋管11通过管道与循环泵10连接；所述的喷淋头8均布设置于喷淋管11上；所述的喷淋管11设置在隔板9的上方。
使用时，尿液合成罐1中反应得到的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，晶釜3中采用隔板9将结晶釜3分隔为多个小格，并在每个小格中设有通有冷却介质的冷却盘管12，使得尿素合成液在隔板12上进行冷却结晶提纯，打开循环泵10与尿液合成罐1联通的阀门，将未饱和的尿素反应液输送至尿液合成罐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10与尿液合成罐1联通的阀门，打开与结晶釜3中的喷淋管11连接的阀门，用饱和的尿素反应液对隔板9上结晶所得到的产品喷淋洗涤，得到高纯度的尿素产品。
实施例3：
一种生产车用尿素的隔板结晶设备，包括尿液合成罐1、输送泵2、结晶釜3、真空泵7、缓冲罐6和循环泵10。结晶釜3上方设有进液口，底部设有出液口和产品出口。所述的缓冲罐6、真空泵7与结晶釜3依次连接，使结晶釜3内形成真空。所述的输送泵2的输入口与尿液合成罐1连接，输送泵2的输出口与结晶釜3的进液口连接。所述的循环泵10的输入口与结晶釜3的出液口连接，循环泵10的输出口与尿液合成罐1连接。所述的结晶釜3的上方设有进液管4和旋转喷头5；所述的进液管4的一端与结晶釜3的进液口连接，另一端与旋转喷头5连接，旋转喷头5可将尿素合成液充分散落在结晶釜3中进行反应，反应面积广，提高了产品质量的均一性。所述的结晶釜3的底部为倒锥形，便于控制产品的出产量。
所述的隔板9纵向均布在结晶釜3内，将结晶釜3的内部分成多个小格；每个小格内均设有冷却盘管12。所述的结晶釜3还设有冷却介质入口和冷却介质出口，冷却盘管12之间通过管道串联，并与结晶釜3上的冷却介质入口和冷却介质出口连接。所述的冷却盘管12内通入冷却介质；所述的冷却介质为冷水。所述的结晶釜3内还设有喷淋器；喷淋器包括喷淋管11和喷淋头8；所述的喷淋管11通过管道与循环泵10连接；所述的喷淋头8均布设置于喷淋管11上；所述的喷淋管11设置在隔板管9的上方。
使用时，尿液合成罐1中反应得到的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，晶釜3中采用隔板9将结晶釜3分隔为多个小格，并在每个小格中设有通有冷却介质的冷却盘管12，使得尿素合成液在隔板12上进行冷却结晶提纯，打开循环泵10与尿液合成罐1联通的阀门，将未饱和的尿素反应液输送至尿液合成罐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10与尿液合成罐1联通的阀门，打开与结晶釜3中的喷淋管11连接的阀门，用饱和的尿素反应液对隔板9上结晶所得到的产品喷淋洗涤，得到高纯度的尿素产品。
Claims (5)
1.一种生产车用尿素的隔板结晶设备，其特征在于：包括尿液合成罐（1）、输送泵（2）、结晶釜（3）、真空泵（7）、缓冲罐（6）和循环泵（10）；所述的结晶釜（3）上方设有进液口，底部设有出液口和产品出口；所述的缓冲罐（6）、真空泵（7）与结晶釜（3）依次连接，使结晶釜（3）内形成真空；所述的输送泵（2）的输入口与尿液合成罐（1）连接，输送泵（2）的输出口与结晶釜（3）的进液口连接；所述的循环泵（10）的输入口与结晶釜（3）的出液口连接，循环泵（10）的输出口与尿液合成罐（1）连接；所述的结晶釜（3）还设有隔板（9）。
2.根据权利要求1所述的生产车用尿素的隔板结晶设备，其特征在于：所述的隔板（9）纵向均布在结晶釜（3）内，将结晶釜（3）的内部分成多个小格；每个小格内均设有冷却盘管（12）；所述的结晶釜（3）还设有冷却介质入口和冷却介质出口；所述的冷却盘管（12）之间通过管道串联，并与结晶釜（3）上的冷却介质入口和冷却介质出口连接。
3.根据权利要求2所述的生产车用尿素的隔板结晶设备，其特征在于：所述的结晶釜（3）内还设有喷淋器；所述的喷淋器包括喷淋管（11）和喷淋头（8）；所述的喷淋管（11）通过管道与循环泵（10）连接；所述的喷淋头（8）均布设置于喷淋管（11）上；所述的喷淋管（11）设置在隔板（9）的上方。
4.根据权利要求2或3任一所述的生产车用尿素的隔板结晶设备，其特征在于：所述的冷却盘管（12）内通入冷却介质；所述的冷却介质为冷盐水或者冷水。
5.根据权利要求1所述的生产车用尿素的隔板结晶设备，其特征在于：所述的结晶釜（3）的上方设有进液管（4）和旋转喷头（5）；所述的进液管（4）的一端与结晶釜（3）的进液口连接，另一端与旋转喷头（5）连接。
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