車用尿素溶液制備系統(tǒng)及車用尿素溶液的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，尤其涉及一種車用尿素制備系統(tǒng)及車用尿素的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]從當(dāng)前國內(nèi)外發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)來看，公交、環(huán)衛(wèi)、郵政等部門使用的重型壓燃式柴油機(jī)動(dòng)車輛要達(dá)到國IV排放，改造發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)比較困難。全球各大汽車生產(chǎn)公司紛紛把目光投向具有巨大開發(fā)潛力的選擇性催化還原技術(shù)(SCR，Selective Catalytic Reduct1n)，對(duì)煙氣進(jìn)行脫硝處理來滿足第IV階段排放的要求。選擇性催化還原技術(shù)SCR的原理為:車用尿素溶液存放于容量為100L的專門儲(chǔ)存罐，用壓縮空氣將尿素溶液噴灑向熱的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣(約300°C _50(TC，滿足了還原反應(yīng)條件)，該溶液氣化后產(chǎn)生還原效率高的氨氣，氨氣與尾氣的NOx在SCR催化器中反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為無害的水蒸汽和N2，同時(shí)吸收了有害的煙氣顆粒。目前SCR還原劑主要有烴類及其衍生物、氨氣和尿素溶液三類，根據(jù)陶建忠對(duì)此三種還原劑的比較得出以下優(yōu)缺點(diǎn):烴類及其衍生物價(jià)廉易得但所使用催化劑為比較昂貴的金屬催化劑，且易受硫含量影響引起催化劑中毒，活性溫度范圍窄，還原效率不高，易造成二次污染；相比之下，氨氣及尿素不但還原效率高，活性溫度寬，而且對(duì)硫含量沒有特別嚴(yán)格的要求，但氨氣和尿素相比，尿素具有無毒便于運(yùn)輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)，因此，尿素更適合作為重型柴油機(jī)SCR技術(shù)中治理NOx的還原劑。因此，歐洲、日本等一些國家在推行柴油機(jī)車第“IV”階段排放的同時(shí)配套制定了尿素溶液標(biāo)準(zhǔn)。目前，關(guān)于車用尿素溶液的生產(chǎn)主要有兩種方法:
(I)尿素結(jié)晶提純法；(2)尿素溶液選擇性吸附法。但是尿素結(jié)晶提純法的成本高、廢水處理量大、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定；尿素溶液選擇性吸附法通常與尿素合成聯(lián)在一起，設(shè)備投入成本尚O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種制備的車用尿素溶液純度高、成本低的車用尿素溶液制備系統(tǒng)及車用尿素溶液的制備方法。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為:
[0005]一種車用尿素溶液制備系統(tǒng)，包括依次連接的溶解罐、第一粗過濾裝置、第一超微過濾裝置、緩沖罐、活性炭交換裝置、陽離子交換裝置、陰離子交換裝置、第二粗過濾裝置、第二超微過濾裝置和成品罐。
[0006]上述的車用尿素溶液制備系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述第一超微過濾裝置還直接與成品罐連接。
[0007]上述的車用尿素溶液制備系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述活性炭交換裝置、陽離子交換裝置、陰離子交換裝置均和廢水收集罐連接。
[0008]上述的車用尿素溶液制備系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述活性炭交換裝置、陽離子交換裝置、陰離子交換裝置分別與第一加藥罐、第二加藥罐和第三加藥罐連接。
[0009]上述的車用尿素溶液制備系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述成品罐與灌裝系統(tǒng)連接，所述灌裝系統(tǒng)包括小瓶灌裝裝置和大桶灌裝裝置。
[0010]上述的車用尿素溶液制備系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述成品罐與灌裝系統(tǒng)之間還設(shè)有第三超微過濾裝置。
[0011]作為一個(gè)總的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種基于上述的車用尿素溶液制備系統(tǒng)的車用尿素溶液的制備方法，包括以下步驟:
[0012]I)將工業(yè)級(jí)尿素與純水加入溶解罐中，配制成濃度為30wt%?35￥丨％的尿素溶液；
[0013]2)將步驟I)配制的尿素溶液依次通過第一粗過濾裝置和第一超微過濾裝置過濾后進(jìn)入緩沖_;
[0014]3)將緩沖罐中的尿素溶液再依次泵入活性炭交換裝置、陽離子交換裝置和陰離子交換裝置后，得到純化的尿素溶液；
[0015]4)將純化后的尿素溶液再通過第二粗過濾裝置和第二超微過濾裝置過濾后得到成品車用尿素溶液，成品車用尿素溶液儲(chǔ)存在成品罐中。
[0016]上述的制備方法，優(yōu)選的，所述步驟2)中，第一粗過濾裝置中過濾網(wǎng)的孔徑為50?100 μπι ;第一超微過濾裝置中過濾膜的孔徑為0.1?0.5 μ m。
[0017]上述的制備方法，優(yōu)選的，所述步驟2)中，活性炭交換裝置中活性炭的粒徑為I?2mm;陽離子交換裝置中的樹脂為大孔樹脂或凝膠樹脂，大孔樹脂或凝膠樹脂的粒徑均為I?2mm ;陰離子交換裝置中的樹脂為強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂或弱堿型陰離子交換樹脂，強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂或弱堿型陰離子交換樹脂的粒徑均為I?2mm。
[0018]上述的制備方法，優(yōu)選的，第二粗過濾裝置中過濾網(wǎng)的孔徑為50?100 μπι ;第二超微過濾裝置中過濾膜的孔徑為0.1?0.5 μπι。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0020]I)本發(fā)明的車用尿素溶液制備系統(tǒng)能夠去除尿素溶液中的金屬雜質(zhì)、機(jī)械雜質(zhì)及其它雜質(zhì)，制備的車用尿素純度高。
[0021]2)本發(fā)明的車用尿素溶液制備系統(tǒng)設(shè)有廢水收集罐，能夠真正實(shí)現(xiàn)無任何三廢排放。
[0022]3)本發(fā)明的車用尿素溶液制備系統(tǒng)設(shè)有加藥罐，為活性炭、離子交換樹脂的再生提供相應(yīng)的藥劑，從而實(shí)現(xiàn)車用尿素溶液的連續(xù)化生產(chǎn)，減少生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明的車用尿素溶液制備系統(tǒng)的示意圖。
[0024]圖例說明:
[0025]1、溶解罐；2、第一粗過濾裝置；3、第一超微過濾裝置；4、緩沖罐；5、活性炭交換裝置；6、陽離子交換裝置；7、陰離子交換裝置；8、第一加藥罐；9、第二加藥罐；10、第三加藥罐；11、成品罐；12、廢水收集罐；13、第二粗過濾裝置；14、第二超微過濾裝置；15、第三超微過濾裝置；16、小瓶灌裝裝置；17、大桶灌裝裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為了便于理解本發(fā)明，下文將結(jié)合說明書附圖和較佳的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更全面、細(xì)致地描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于以下具體的實(shí)施例。
[0027]除非另有定義，下文中所使用的所有專業(yè)術(shù)語與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中所使用的專業(yè)術(shù)語只是為了描述具體實(shí)施例的目的，并不是旨在限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0028]除有特別說明，本發(fā)明中用到的各種試劑、原料均為可以從市場(chǎng)上購買的商品或者可以通過公知的方法制得的產(chǎn)品。
[0029]實(shí)施例:
[0030]一種本發(fā)明的車用尿素溶液制備系統(tǒng)，如圖1所示，包括依次連接的溶解罐1、第一粗過濾裝置2、第一超微過濾裝置3、緩沖罐4、活性炭交換裝置5、陽離子交換裝置6、陰離子交換裝置7、第二粗過濾裝置13、第二超微過濾裝置14、成品罐11、第三超微過濾裝置15和灌裝系統(tǒng)(包括小瓶灌裝裝置16和大桶灌裝