[发明专利]制备车用尿素的生产装置

说明书

技术领域

本发明属于生产车用尿素技术领域，涉及一种制备车用尿素的生产装置。

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系统，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。

发明内容

本发明提供了一种设备简单，占地面积小，原料利用率高，产品质量好的的制备车用尿素的生产装置。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种制备车用尿素的生产装置，其特征在于：包括合成罐、输送泵、结晶釜、真空泵、缓冲罐和循环泵；所述的合成罐包括进液口、出液口，进气口和出气口；所述的合成罐的上方设有进液口和出气口，合成罐的下方设有出液口和进气口；所述的输送泵的输入口与合成罐的出液口连接，输送泵的输出口与结晶釜的进口连接；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；所述的循环泵的输入口与结晶釜的出口连接，循环泵的输出口与合成罐连接；所述的合成罐内还包括圆板、折流系统和气体分布器；所述的圆板固定在合成罐内；所述的折流系统固定在圆板上；所述的进气口处设有气体分布器。

作为进一步改进，以上所述的气体分布器包括大挡流板、小挡流板和旋流片；旋流片通过固定杆分布于大挡流板和小挡流板之间。

作为进一步改进，以上所述的旋流片为扇形，旋流片上设有与固定杆相对应的连接孔。旋流片与固定杆形成过盈配合。

作为进一步改进，以上所述的折流系统包括固定轴和折流板；所述的折流板交错排列在固定轴上；所述的折流板与合成罐的内壁有间隙。

作为进一步改进，以上所述的圆板为筛板，筛孔之间设有纤维丝。

作为进一步改进，以上所述的折流系统设有4-6组。

工作时，原料液氨与二氧化碳在合成罐内发生反应，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，在结晶釜中结晶；打开循环泵与合成罐联通的阀门，将未饱和的尿素合成液输送至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，关闭循环泵与合成罐联通的阀门，打开结晶釜的出口，得到高纯度的尿素产品。

相比于现有技术，本发明具有的优点及有益效果如下：

1、本发明的合成罐内设有折流系统，增加液氨在反应体系中反应面积，并延长停留时间；同时液氨在折流板的作用下提高了反应液体的扰动性，与二氧化碳反应充分，提高了原料的利用率，提高生产效率。

2、本发明设有的气体分布器布置在合成罐的进气口处，该气体分布器可以有效增加气体的扰动，其中的旋流片为扇形，使流体经过时更加均匀分布、分流，流体流出边缘柔和，延长反应时间，使二氧化碳与液氨反应充分，提高二氧化碳的利用率。

3、本发明中的圆板为筛板状，且筛孔之间设有纤维丝，液氨流经圆板时，在纤维丝上形成液膜，二氧化碳与纤维丝上的液膜充分接触并且反应，反应充分，阻力小，提高反应速率，增加收率，降低了生产成本。

4、本发明直接采用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。