CN105879679A - 一种把固体尿素提纯成柴油车尾气处理液的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到柴油车尾气处理领域，是一种把固体尿素提纯成柴油车尾气处理液的制备方法。特征是首先用泵把原水箱的水，通过泵，依次输送经过石英砂过滤器，活性炭过滤器，树脂软化***，双级反渗透膜，到缓储罐，当尿素溶液达到一定的浓度后，通过泵，把浓度合格后的尿素溶液输送到缓储罐，然后通过泵加压，溶液依次经过滤袋过滤器，锰砂过滤器，活性炭过滤器，阴树脂交换器，阳树脂交换器，到达中间缓储罐，然后再用泵输送，经过并列的两个阴阳离子交换树脂混合塔过滤，生成符合标准的车用尿素水溶液，到达成品存储罐后，进入灌装生产线。由于采用了本技术方案，能有效吸附原水和尿素水中的大量微细杂质，除去异味，颜色，具有吸附能力强，定量冲洗可以延长使用寿命达3年。

Description

一种把固体尿素提纯成柴油车尾气处理液的制备方法

技术领域

本发明涉及到柴油车尾气处理领域，是一种把固体尿素提纯成柴油车尾气处理液的制备方法。

技术背景

生产柴油车尾气处理液，是把高纯度的尿素，加入到超纯水中，尿素的含量达到32.5％，超纯水为67.5％。这个比例，首先由德国汽车工业协会提出，得到欧盟广泛认可并成为标准。因为这个浓度的尿素溶液，是还原氮氧化物NO_X最佳比例，而且，是冬季最不容易结晶的比例。理想状态是溶液中不含有金属离子，否则会使得尾气处理装置里的催化酶中毒，降低还原效果，乃至催化无效。

在柴油车尾气处理装置里，在合适的温度条件下，车用尿素溶液生成NH₃，NH₃在催化剂的作用下，选择性还原NO_X为N2，也就是把氮氧化物还原为氮气和水，从而实现尾气无害排放。含有SCR***的国四柴油车传感器探测不到尿素，或者尿素质量不合格，则电脑会锁定发动机，车辆无法正常运行。和传统柴油车发动机相比，含有SCR***的发动机能有效降低油耗。超纯水相对容易生产。但是尿素，在生产、包装、运输过程中，会因为各种污染，特别是与金属的接触，有大量金属离子，降低纯度，混有金属离子，就会使得尾气处理装置里的催化酶中毒，降低甚至失去催化作用。所以必须提纯尿素。在此之前，工业尿素的提纯，是通过三级加热，采用结晶的办法，逐步提纯尿素溶液，生成柴油车尾气处理液。这类生产工艺，申请号为CN201210003844。公布了这种加热办法，有很大局限性：1要加热尿素水，需要大量的热能；2加热尿素本身挥发，分解成氨气，造成大量浪费，氨气聚集还产生危险；3不能大规模连续性生产。也有把尿素颗粒，加入到水溶液中，采用四级离子交换的办法，提纯尿素，申请号为CN201120119795的说明。这个办法可以比三级加热办法更有效去除金属离子，但是它的缺陷是完全依赖树脂离子交换，处理成本过大，溶液浓度不稳定，树脂寿命短，并不能做到连续的、大规模的生产。而且，申请号为CN201120119795的技术，有非常明显的常识性错误：生产的车用尿素居然是“柴油机动车燃料添加剂”，而车用尿素的概念是：柴油车尾气处理液，与燃料油无关。更令人不解的是，这个专利背景技术里，说到：尿素在生产和包装运输过程中引入金属杂质，其中金属杂质和氯离子会对发动机带来腐蚀，因此需要将金属离子和氯离子降到ppm级。而我们通常所用的车用尿素，并没有被发动机燃烧，而是喷射到排气管后边的催化还原装置里面，尿素溶液在这里，由电脑控制其流量，频率，和发动机排除的尾气中的氮氧化物反应，生成氮气和水，与发动机无任何关系。我们降低金属离子，是为了保护这个装置里的催化酶，维持它的高效催化还原反应。

发明内容

本发明的目的是提供了一种把固体尿素提纯成柴油车尾气处理液的制备方法。由液位控制器控制最高最低水位，可以在无人值守状态下，除上料***和灌装***外，实现连续生产超纯水和连续的尿素提纯生产。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种把固体尿素提纯成柴油车尾气处理液的制备方法，特征是首先用泵把原水箱的水，通过泵，依次输送经过石英砂过滤器，活性炭过滤器，树脂软化***，双级反渗透膜，到缓储罐，通过EDI***，到达超纯水罐，上料池得到超纯水后，利用循环泵把尿素吸入到搅拌罐，通过超纯水溶解普通固体尿素，当尿素溶液达到一定的浓度后，通过泵，把浓度合格后的尿素溶液输送到缓储罐，然后通过泵加压，溶液依次经过滤袋过滤器，锰砂过滤器，活性炭过滤器，阴树脂交换器，阳树脂交换器，到达中间缓储罐，然后再用泵输送，经过并列的两个阴阳离子交换树脂混合塔过滤，生成符合标准的车用尿素水溶液，到达成品存储罐后，进入灌装生产线。

本方法明显特征是，用超纯水溶解固体颗粒尿素。

本方法明显特征是，在地面上料池，通过循环泵实现无污染上料，并伴随搅拌。

本方法明显特征是，通过滤袋过滤器，锰砂过滤器，活性炭过滤器，阴树脂交换器，阳树脂交换器，到达中间罐，然后再用泵输送，经过并列的俩个阴阳离子交换树脂混合塔过滤，实现尿素提纯。

本方法采用双阴阳离子交换树脂混合塔。

作为优选方案，管件连接采用PVC给水管，PVC管套件，PVC连接器，其耐压值不低于8kg/cm²。

作为优选方案，所有水罐采用PE材质，所有过滤器采用玻璃钢材质桶槽。

作为优选方案，所有水罐均有液位控制阀。

由于采用了上述技术方案，采用的石英砂过滤器，能最大限度除去水中的泥沙等大颗粒杂质，保护后面的一系列过滤器。本工艺采用的活性炭过滤器，能有效吸附原水和尿素水中的大量微细杂质，除去异味，颜色，具有吸附能力强，定量冲洗可以延长使用寿命达3年。本工艺采用的树脂软化设备，先把原水软化，以保护后面的双级反渗透膜，延长其寿命。树脂可以再生。本工艺采用的RO双级反渗透膜，可以除去99％的可溶固体，金属离子，100％的细菌，99％的各类胶质和有机物。本工艺采用独特的上料***。无需螺旋杆，无需起重机，将袋装尿素直接倒入上料池即可。循环泵把超纯水和尿素颗粒，尿素溶液等一并吸走，既上料，又搅拌，大大提高尿素溶解速度，并且还节省起重机器和螺旋杆上料的设备费用。本工艺采用袋装过滤器，能将上料时候的杂质，漂浮物，尿素生产运输过程中的大片杂质，不溶解物全部滤下，减轻后面锰砂，活性炭过滤器的负荷。本工艺采用锰砂过滤器，主要是去铁离子。本工艺采用活性炭过滤器，主要是过滤尿素生产过程中的微细不溶解物，除去异色异味。本工艺采用的阴树脂交换器，目的是除去尿素和超纯水混合后溶液里的阴离子。本工艺采用的阳树脂交换器，目的是除去尿素和超纯水混合后溶液里的阳离子。本工艺采用的阴阳树脂离子交换塔，目的是把前面过滤的尿素溶液再次除去阴阳离子，除色去味，达到国家标准所规定的各类指标。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

用泵把原水箱的水，通过泵，依次输送经过石英砂过滤器，活性炭过滤器，树脂软化***，双级反渗透膜，到缓储罐，通过EDI***，到达超纯水罐，上料池得到超纯水后，利用循环泵把尿素吸入到搅拌罐，通过超纯水溶解普通固体尿素，当尿素溶液达到一定的浓度后，通过泵，把浓度合格后的尿素溶液输送到缓储罐，然后通过泵加压，溶液依次经过滤袋过滤器，锰砂过滤器，活性炭过滤器，阴树脂交换器，阳树脂交换器，到达中间缓储罐，然后再用泵输送，经过并列的两个阴阳离子交换树脂混合塔过滤，完全除去尿素中的各种杂质，金属离子，生成符合标准的车用尿素水溶液，到达成品存储罐后，进入灌装生产线。

本工艺明显特征是，用超纯水溶解固体颗粒尿素。

本工艺明显特征是，在地面上料池，通过循环泵实现无污染上料，并伴随搅拌。

本工艺明显特征是，通过滤袋过滤器，锰砂过滤器，活性炭过滤器，阴树脂交换器，阳树脂交换器，到达中间罐，然后再用泵输送，经过并列的俩个阴阳离子交换树脂混合塔过滤，实现尿素提纯。

本工艺采用双阴阳离子交换树脂混合塔，确保连续生产。

本工艺流程为：首先，原水罐的水，来自自来水或者其他水源，并能持续不断补充，流量2.5吨每小时，要根据超纯水处理速度调整进水量。原水罐注满后，有否球阀自动关闭进水。当原水罐水位下降，球阀自动打开。原水罐底侧开口并有总阀门，和输送泵的进水口通过PVC管道连接。输送泵的出水口，通过PVC管道和石英砂过滤器连接，石英砂过滤器的出水口和活性炭过滤器连接，连接部分要有活接，以方便维护。活性炭过滤器的出水口，和树脂软化***连接，连接部分有活接，以方便维护。树脂软化***的出水口，连接到双级反渗透的增压泵入口。双级反渗透的出水口连接到缓储罐，缓储罐内有上下液位计两个，用来限制最高最低水位。缓储罐的底部开口，安装球阀，和EDI连接，EDI的出水连接到超纯水罐。超纯水罐的水出口连接球阀，三通，一路通向搅拌罐，一路通向上料池。搅拌罐和三通中间有泵，其作用一是上料，二是循环搅拌。搅拌罐的作用只是搅拌用，之所以独于缓储罐，是为了提高上料速度。搅拌罐的出口有球阀，连接到泵，泵的作用一是搅拌，二是将搅拌好的合适浓度的尿素溶液输入到缓储罐。缓储罐的出口有球阀，通过PVC管件和活接，连接到泵。泵为增压泵，其出水流向依次通过滤袋过滤器，锰砂过滤器，活性炭过滤器，阴树脂交换器，阳树脂交换器。它们之间用PVC管件和活接依次连接，出水到达中间缓储罐。中间缓储罐底部开口，连接球阀，通过PVC管件和活接，连接到泵。泵是增压泵，把中间缓储罐的尿素溶液，输送到并列的两个阴阳离子交换树脂混合塔，阴阳离子交换树脂混合塔也叫混床，作用是拦截没有完全被置换出来的离子，是阴树脂交换器和阳树脂交换器的补充。从混床出来的尿素溶液，就是成品车用尿素，直接排入成品罐，准备进入灌装生产线。

双级反渗透膜采用美国陶氏生产的聚酰胺膜，为成套的成熟的制水设备。其工作原理和工作过程不属于本发明，故不熬述。

以上所述工艺为本发明的优选实施方式。其核心内容是将固体尿素溶解在超纯水里，然后经过滤袋过滤器，锰砂过滤器，活性炭过滤器，阴树脂交换器，阳树脂交换器，阴阳树脂离子交换塔提纯尿素中的各种杂质，胶质，固体可溶物，金属离子。本领域内的技术人员在本发明所述的原理框架内，还可以提出改进和润饰，这些改进和润饰也应该视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种把固体尿素提纯成柴油车尾气处理液的制备方法，其特征是首先用泵把原水箱的水，通过泵，依次输送经过石英砂过滤器，活性炭过滤器，树脂软化***，双级反渗透膜，到缓储罐，通过EDI***，到达超纯水罐，上料池得到超纯水后，利用循环泵把尿素吸入到搅拌罐，通过超纯水溶解普通固体尿素，当尿素溶液达到一定的浓度后，通过泵，把浓度合格后的尿素溶液输送到缓储罐，然后通过泵加压，溶液依次经过滤袋过滤器，锰砂过滤器，活性炭过滤器，阴树脂交换器，阳树脂交换器，到达中间缓储罐，然后再用泵输送，经过并列的两个阴阳离子交换树脂混合塔过滤，生成符合标准的车用尿素水溶液，到达成品存储罐后，进入灌装生产线。

2.根据权利要求1所述的一种把固体尿素提纯成柴油车尾气处理液的制备方法，其特征是用超纯水溶解固体颗粒尿素。

3.根据权利要求1所述的一种把固体尿素提纯成柴油车尾气处理液的制备方法，其特征是在地面上料池，通过循环泵实现无污染上料，并伴随搅拌。

4.根据权利要求1所述的一种把固体尿素提纯成柴油车尾气处理液的制备方法，其特征是通过滤袋过滤器，锰砂过滤器，活性炭过滤器，阴树脂交换器，阳树脂交换器，到达中间罐，然后再用泵输送，经过并列的俩个阴阳离子交换树脂混合塔过滤。

5.根据权利要求1所述的一种把固体尿素提纯成柴油车尾气处理液的制备方法，其特征是管件连接采用PVC给水管，PVC管套件，PVC连接器，其耐压值不低于8kg/cm²。

6.根据权利要求1所述的一种把固体尿素提纯成柴油车尾气处理液的制备方法，其特征是所有水罐采用PE材质，所有过滤器采用玻璃钢材质桶槽。