[发明专利]一种船用尿素溶液的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种船用尿素溶液的制备方法，其包括如下步骤：（1）纯水处理：将水原料处理制得纯水原料；（2）尿素提纯：将尿素饱和溶液加热至72℃，使其发生水解反应，再降温至28℃以下，析出结晶，通过细砂、活性炭多介质过滤器进行过滤除杂，然后往除杂后的尿素溶液中加入醛处理剂进行反应，再将经过除醛处理后的尿素溶液通过离子交换树脂柱，以去除尿素溶液中的大部分杂质，制得尿素溶液原料；（3）纯水原料与尿素溶液原料混合配置成质量分数浓度为39%～41%的尿素溶液，然后在过滤除杂后，加入质量分数浓度为1.5%的醛处理剂反应20 min，继而通过离子交换树脂柱进行纯化处理后，制得船用尿素溶液，该方案制备可靠、成本低且杂质少。

技术领域

本发明涉及尿素生产技术领域，尤其是一种船用尿素溶液的制备方法及其应用。

背景技术

以船用尿素作为选择性催化还原SCR是一种能够满足Ⅴ排放标准的高效柴油机废气后处理技术，即废气中的氮氧化物在温度290℃～420℃下，与还原剂在催化剂表面反应，生成无毒无污染的氮气和水，在船舶领域应用时，还原剂多采用尿素溶液和氨水溶液，但尿素在储存、运输和使用中安全性更好，应用广泛。

然而，船用尿素的纯度要求很高，普通的尿素，或者尿液满足不了船用尿素对高洁净度的要求，自来水中某些杂质含量也远超过船用尿素标准，显然，尿素的提纯和水处理是配制船用尿素的关键，本发明利用农用尿素的配置溶液的多重优选，得到高纯度的尿素，以符合相关的检测指标。

发明内容

针对现有技术的情况，本发明的目的在于提供一种制备可靠、成本低且杂质少的船用尿素溶液的制备方法及其应用。

为了实现上述的技术目的，本发明采用的技术方案为：

一种船用尿素溶液的制备方法，其包括如下步骤：

(1)纯水处理：将水原料通过多介质过滤后，再经一级反渗透过滤、阻垢器和二级反渗透半透膜器过滤，制得纯水原料；

(2)尿素提纯：将农业尿素饱和溶液加热至72℃，使其发生水解反应，然后将完全水解后的尿素溶液再降温至28℃以下，使尿素重新从水溶液中结晶析出，当过饱和的尿素晶体从尿素溶液母液中析出后，通过细砂、活性炭多介质过滤器进行过滤除杂，然后往除杂后的尿素溶液中加入醛类处理剂进行反应，再将经过除醛处理后的尿素溶液通过离子交换树脂柱，以去除尿素溶液中的大部分杂质，制得尿素溶液原料；

(3)将步骤(1)制得的纯水原料与步骤(2)制得的尿素溶液原料混合配置成质量分数浓度为39％～41％的尿素溶液，然后在过滤除杂后，加入质量分数浓度为1.5％的醛处理剂反应20min，继而通过离子交换树脂柱进行纯化处理后，制得船用尿素溶液。

进一步，步骤(1)中所述的水原料为自来水、去离子水或矿泉水。

进一步，步骤(1)中制得的纯水原料的微粒数为0.05um以下。

进一步，步骤(1)中制得的纯水原料至少为一级纯水。

进一步，步骤(2)中尿素溶液通过离子交换树脂柱，以去除尿素溶液中的大部分杂质至少包括金属离子、磷酸根离子或氯离子。

进一步，步骤(2)和步骤(3)中所述的醛处理剂均为过氧化氢。

一种船用尿素溶液，其由上述所述的制备方法制得。

由于工业生产船用尿素溶液的纯水以自来水为主，而自来水中存在大量的金属离子，这些金属离子会导致SCR催化剂中毒失效，所以生产时应使用去离子水。本发明方案推荐使用二级反渗透的设备，能去除水中绝大部分金属离子、磷酸根离子和氯离子。

本发明中采用的农用级尿素为一级品或合格品，水处理后的软水为一级水级别，多介质过滤器为细砂、活性碳多极过滤，所采用的容器均为不锈钢或有机玻璃等材质。