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车用尿素水溶液生产设备
添加时间:2017年04月09日 来自:晨正水处理设备

一、项目概况
  尿素是柴油机专用尾气净化还原剂。它是一种无味无毒的溶液,存储在柴油车上特别的储存容器内。当废气从发动机排出后,它会与废气一起到达SCR催化转化器,然后将氮氧化物转化为无害的氮和水,从而大大减低废气排放量。尿素在国外一般称为Adblue或DEF,配有Adblue的柴油车都有单独的一个容器来存储.目前来说SCR(选择性催化还原技术)技术成柴油机国Ⅳ标准首选技术。国内发动机生产商都开始使用SCR技术来达到环保要求。

二、生产工艺流程:
  汽车尿素(车用尿素,汽车环保尿素)的学名是柴油机尾气处理液。应用于柴油发动机中。它是一种在SCR技术中必须要用到的消耗品,用来减少柴油车尾气中的氮氧化物污染的液体。其组成成分为32.5%的高纯尿素和67.5%的去离子水。
  2.1水系统流程
  原水→原水箱→增压泵→砂过滤器→活性炭过滤器→阻垢剂加药→5μ精密过滤器→一级高压泵→一级膜处理系统→一级RO水箱→二级高压泵→二级膜处理系统→二级RO水箱 →RO水箱→纯水泵→搅拌罐
  2.2尿素生产流程
  自来水→预处理→一级反渗透→二级反渗透→EDI系统→超纯水储罐→物料储罐
    ↓
  搅拌均质系统
    ↓
  灌装←提纯←脱色系统←初过滤系统

系统描述:
  本生产线由预混合系统、初过滤系统、均质系统、脱色系统、提纯系统等组成,此运行模式为目前是国内先进成熟的车用尿素生产工艺,已进入大规模工业生产阶段。此种生产方式和理念,在中石化、可兰素以及玉柴、湖北拓威汽车尾气等公司已经生产运转;
  一)初过滤及脱色系统:去除尿素中悬浮物及其它漂浮杂质,保证后道工序不受影响。脱色系统采用优质活性炭进行吸附脱色,去除尿素中其它有机物杂质,使尿素溶液更加清澈。
  二)精滤系统:防止脱色系统中的活性炭微粒进入后道处理工序,影响后道产品质量。
  三)提纯系统:采用多级提纯塔方式,去除尿素溶液中的各种离子、缩二脲、磷酸根等杂质,确保产品符合中国汽车工程学会技术规范SAE-China J2901-2013《车用尿素溶液技术规范》标准要求。
  四)微滤系统:拦截生产过程中管道、储存槽、动力设备等可能产生的一些肉眼不可见的残留杂质,保证成品质量稳定可靠。
  五)还原再生系统:提纯塔在工艺生产过程中逐步失效,到达一定周期需要进行还原再生处理,过程需6-8小时。经还原再生处理的提纯塔重复使用,可完全达到原生产工艺要求。每个再生周期过程中会产生2吨废水,该废水不含其它重金属,主要是PH值不符合要求。经过中和调整就可以达到环保排放标准 。

四、产品品质以及设计标准
  车用尿素生产线 符合中国汽车工程学会技术规范SAE-China J2901-2013《车用尿素溶液技术规范》标准要求

  车用尿素溶液(AdBlue)是用不含其他任何添加物的高纯尿素和纯水一起配制的溶液,该溶液中尿素含量为32.5%(质量分数)。国内外重型柴油机厂家大多数采用了SCR(选择性催化还原)技术来满足欧IV、欧Ⅴ机动车排放标准的要求。选择SCR技术的的车辆必须添加尿素溶液作为催化还原剂,使车辆达标排放。
  柴油发动机尾气处理液(俗称为:汽车尿素,车用尿素,汽车环保尿素),在中国和欧洲称为AdBlue,在美洲称为DEF,在巴西称为ARLA32. AdBlue是由成分为32.5%的高纯尿素和67.5%的去离子水组成的高纯度透明液体,有淡淡的氨水气味。如果溅出,水分蒸发并形成结晶。AdBlue用于配有SCR(车用选择性催化还原尾气后处理)系统的轿车、卡车、客车和重型非道路使用柴油发动机车辆,是SCR技术中必须要用到的消耗品,与SCR催化剂一起将柴油发动机排放的有害氮氧化物转换成无害的水蒸气和氮。SCR系统的主要组成部分包括催化剂,AdBlue注入装置,AdBlue容器和AdBlue剂量控制器。几乎所有欧洲、美国和亚洲,包括中国的重型汽车制造商也为车辆配备选择性催化还原系统并配以AdBlue工作液,以达到新的氮氧化物排放标准(如欧四、欧五)AdBlue和SCR技术共同作用下,能优化发动机性能和燃料消耗,减少柴油消耗可高达6%,显著降低成本。AdBlue 的平均消耗量是一般柴油消耗量的5%,约为高速公路驾驶每100公里消耗1.5升。AdBlue只可使用于配置SCR系统的引擎组合,因为它既不是燃料,也不是燃料添加剂。AdBlue执行符合ISO22241,DIN70070和CEFIC规章内的标准,以确保SCR系统有效运行。AdBlue 对环境没有危害,并分类为最低风险的可运输液体。
   车用尿素溶液的研发背景和用途
   柴油机以其高压缩比而具有比汽油机更高的燃油效率,由于它具有良好的燃油经济性、动力性、耐久性而广泛应用于客货车上。柴油车的HC、CO、CO2排放量比汽油车低,并能够作为生物柴油等新能源的最佳使用平台,因此柴油车应用前景非常好。但是柴油车排放的NOx(氮氧化物)和PM(颗粒物)远高于汽油车,且无法像汽油车那样使用三效催化剂而达到国Ⅳ排放,制约着柴油机的发展。NOx可形成有毒的光化学烟雾和具有腐蚀作用的酸雨,硫氧化物和氮氧化物正是导致酸雨的主要物质,当前酸雨的防控形势比较严峻,而氮氧化物是这一阶段的防控重点。
   PM(颗粒物)对人体呼吸系统有极大的危害,可引起慢性肺病或致癌。PM组分主要由固态碳烟、可溶性有机物、硫酸盐三部分组成。其排放颗粒中的可溶性有机物具有诱变作用,90%以上是致癌物质。除此之外,PM还可导致人体患慢性肺病。由于柴油机排放颗粒的粒径较小,统计资料表明90%(质量百分数)以上的颗粒小于lμm,这些颗粒悬浮于空气中停留时间很长,这样就增加了接触人体的机会,也增加了颗粒在大气中参与其它化学反应的机会。细颗粒是造成灰霾天气的主要原因,由于机动车保有量迅速增长,导致机动车排放迅速增加,空气中PM2.5这种细颗粒的累积就越来越多,由此造成灰霾天气比较频繁。
   因此柴油机NOx和颗粒排放对人类健康及大气环境具有不容低估的危害作用,限制着柴油发动机的发展。世界各国都致力于减少柴油机NOx和PM排放的研究,其途径有提高燃油品质、实行机内净化技术和尾气后处理技术。但是大量的试验研究]证明仅依靠机内净化技术同时降低NOx和PM的排放量到符合排放法规的要求已经变得越来越困难,而且导致生产和使用成本明显升高。因此柴油机内净化处理的同时辅助以尾气后处理技术来控制柴油机有害物质的排放成为柴油机未来的发展方向。
   根据汽车工业发达国家的发展经验,当前主要有两条尾气后处理技术路线:其一是EGR+DPF/DOC(废气再循环系统+颗粒捕集器/氧化型催化转化器)路线,即先通过废气再循环降低燃烧过程中NOx的生成量,再通过颗粒捕集器捕集因采用EGR技术而略有增加的颗粒物,同时使用氧化型催化转化器定期再生颗粒捕集器;其二是优化燃烧+SCR路线,即是先通过优化燃烧降低颗粒物排放,同时允许NOx生成量有所增加,然后通过选择性催化还原技术来降低因优化燃烧而产生的NOx排放量,从而达到同时降低NOx和PM的效果。
   目前,我国重型柴油车在物流及客运中所占比例逐年上升, 其使用经济性比欧洲高5%~10%。SCR技术比EGR技术节油5%-7%,因此从经济节能角度看,SCR技术是适合我国国情的重型柴油机节能减排技术路线。从当前国内外发动机技术来看,公交、环卫、邮政等部门使用的重型压燃式柴油机动车辆要达到国Ⅳ排放,改造发动机已经比较困难,全球各大汽车生产公司纷纷把目光投向具有巨大开发潜力的选择性催化还原技术(SCR,Selective Catalytic Reduction)进行烟气脱硝后处理来满足第Ⅳ阶段排放的要求,所用的还原剂主要为尿素溶液。选择性催化还原技术SCR的原理为:车用尿素溶液存放于容量为100L的专门储存罐,用压缩空气将尿素溶液喷洒向热的发动机尾气(约300℃-500℃,满足了还原反应条件),该溶液气化后产生还原效率高的氨气,氨气与尾气的NOx在SCR催化器中反应,转化为无害的水蒸汽和N2,同时吸收了有害的烟气颗粒。

 
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