本发明涉及车用尿素生产领域，具体涉及一种车用尿素溶液生产系统。
背景技术：
车用尿素是用于处理重型柴油车尾气的耗材，通过特定的系统将尾气中的氮氧化物还原成无害物质，从而达到降低氮氧化物排放的目的。选择性催化还原(scr)是目前公认的减少柴油机nox排放最有效的后处理技术之一，尿素scr通过向排气管中喷入一定量的的尿素水溶液，尿素再经过蒸发、热解和水解过程得到还原剂mh3，nh3在催化剂的作用下选择性的将nox还原为n2，从而实现降低排放其中的nox的含量。
车用尿素的纯度要求很高，普通的尿素或者尿液不能满足要求，地下水中的某些杂质和农业尿素的杂质含量也均远超过车用尿素用水的要求，显然车用尿素的提纯和水处理的配置是车用尿素的关键。本发明提出了一种车用尿素溶液生产系统，能够使用普通和农业尿素和地下水作为原料得到符合国家标准的车用尿素水溶液，并且能够实现连续式生产。
技术实现要素：
发明目的：本发明的目的是针对现有技术车用尿素生产设备的不足，研发设计一种结构设计合理，应用范围广泛，设备成套性好、自动化程度高，可操作性强的车用尿素生产系统。为了实现以上目的，本发明的技术方案是：
一种车用尿素溶液生产系统，它包括：进水箱、进水泵、炭纤维过滤系统、软化装置、加压器、微孔滤芯器、超滤装置、中间水箱、高压泵、三级反渗透装置、尿素用水桶、溶解罐、上料螺旋提升系统、快速混合装置、粗滤装置、精过滤装置、阳离子交换装置、阴离子交换装置、袋式过滤器、陶瓷膜系统、超滤装置、抛光混床装置、半成品储罐、低温添加剂系统、深度混合搅拌器、成品储罐、灌装设备。
所述的进水箱出水口连接进水泵进水口，进水泵出水口连接炭纤维过滤系统进水口，炭纤维过滤系统的出水口连接软化装置的进水口，软化装置的出水口连接加压器的进水口，加压器的出水口连接加微孔滤芯器的进水口，微孔滤芯器的出水口连接超滤装置的进水口，超滤装置的出水口连接中间水箱的进水口、中间水箱的出水连接高压泵的进水口，高压泵的出水口连接三级反渗透装置的进水口，三级反渗透装置的出水口连接尿素用水桶进水口，尿素用水桶出水口连接溶解罐进水口，溶解罐出料口连接快速混合装置进料口，快速混合装置出料口连接粗滤装置进料口，粗滤装置出料口连接精过滤装置进料口，粗滤装置出料口连接阳离子交换装置进料口、阴离子交换装置出料口连袋式过滤器进料口，袋式过滤器出料口连接陶瓷膜系统进料口，陶瓷膜系统出料口连接超滤装置进料口，超滤装置出料口连接抛光混床装置进料口，抛光混床装置出料口连接半成品储罐进料口，半成品储罐出料口连接深度混合搅拌器进料口，深度混合搅拌器出料口连接成品储罐进料口，成品储罐出料口连接灌装设备。
所述上料螺旋提升系统主要采用二级上料并行对生产原料普通农业尿素进行输送至溶解罐，与车用尿素用水进行混合。所述低温添加剂系统主要添加可以在低温情况下防治结晶的添加剂。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的装置采用了加料设备，而非人工加料，这也保证了产品质量的稳定。本发明炭纤维过滤系统优于普通活性炭过滤系统有非常多的微孔和巨大的比表面积，具有很强的物理吸附能力。水中有机污染物被活性炭有效地吸附。本发明三级反渗透的实用有效的保证了出水水质，能除去水中的各类离子，脱盐率可达到99.5％以上，能够去除99％的溶解性固体、99％以上的有机物及胶体，几乎100％的细菌。本发明将抛光混床装置陶瓷膜系统首次运用于车用尿素生产领域，更加确保了车用尿素产品的品质，能够去除尿素溶液中的金属杂质、机械杂质及其它杂质，制备的车用尿素纯度高。
附图说明
图1是发明的一种工艺流程图。
图中1为进水箱、2为进水泵、3为炭纤维过滤系统、4为软化装置、5为加压器、6为微孔滤芯器、7为超滤装置、8为中间水箱、9为高压泵、10为三级反渗透装置、11为尿素用水桶、12为溶解罐、13为上料螺旋提升系统、14为快速混合装置、15为粗滤装置、16为精过滤装置、17为阳离子交换装置、18为阴离子交换装置、19为袋式过滤器、20为陶瓷膜系统、21为超滤装置、22为抛光混床装置、23为半成品储罐、24为低温添加剂系统、25为深度混合搅拌器、26为成品储罐、27为灌装设备。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，一种车用尿素溶液生产系统包括进水箱1、进水泵2、炭纤维过滤系统3、软化装置4、加压器5、微孔滤芯器6、超滤装置7、中间水箱8、高压泵9、三级反渗透装置10、尿素用水桶11、溶解罐12、上料螺旋提升系统13、快速混合装置14、粗滤装置15、精过滤装置16、阳离子交换装置17、阴离子交换装置18、袋式过滤器19、陶瓷膜系统20、超滤装置21、抛光混床装置22、半成品储罐23、低温添加剂系统24、深度混合搅拌器25、成品储罐26、灌装设备27。
其中所述的进水箱1出水口连接进水泵2进水口，进水泵2出水口连接炭纤维过滤系统3进水口，炭纤维过滤系统3的出水口连接软化装置4的进水口，软化装置4的出水口连接加压器5的进水口，加压器5的出水口连接加微孔滤芯器6的进水口，微孔滤芯器6的出水口连接超滤装置7的进水口，超滤装置7的出水口连接中间水箱8的进水口、中间水箱8的出水连接高压泵9的进水口，高压泵9的出水口连接三级反渗透装置10的进水口，三级反渗透装置10的出水口连接尿素用水桶11进水口，尿素用水桶11出水口连接溶解罐12进水口，溶解罐12出料口连接快速混合装置14进料口，快速混合装置14出料口连接粗滤装置15进料口，粗滤装置15出料口连接精过滤装置16进料口，精过滤装置16出料口连接阳离子交换装置17进料口，阳离子交换装置17出料口链接阴离子交换装置18进料口，阴离子交换装置18出料口连袋式过滤器19进料口，袋式过滤器19出料口连接陶瓷膜系统20进料口，陶瓷膜系统20出料口连接超滤装置21进料口，超滤装置21出料口连接抛光混床装置22进料口，抛光混床装置22出料口连接半成品储罐23进料口，半成品储罐23出料口连接深度混合搅拌器25进料口，深度混合搅拌器25出料口连接成品储罐26进料口，成品储罐26出料口连接灌装设备27。
所述炭纤维过滤系统3筒体内包括碳纤维滤料层，所述碳纤维滤料层的上端面连接碳纤维密度调节装置，所述碳纤维滤料层的下端面连接托料基础，所述托料基础与所述筒体的内壁连接。
所述上料螺旋提升系统13主要采用二级上料并行对生产原料普通农业尿素进行输送至溶解罐，与车用尿素用水进行混合。所述低温添加剂系统24主要添加可以在低温情况下防止车用尿素溶液结晶的添加剂。
所述陶瓷膜具有三层结构(多孔支撑层、过渡层及分离层)，呈非对称分布，其孔径规格为0.8nm～1μm。
所述抛光混床装置压力为100-150kpa，能够将物料再净化使电阻达16mω以上。
本发明专利的基本流程为：
首先将深层地下水或者自来水通过提升泵把液体打入进水箱1内，进水箱1设有水位计，当达到设定水量后，连接的进水泵2自动工作，将原水打入炭纤维过滤系统3，该炭纤维过滤系统3内装有碳纤维滤料，该装置填料超越活性炭，是一种新型高效的吸附材料，吸附能力相当比活性炭高450倍，对高浓度、低浓度的吸附质都有着很强的吸附能力，还具有脱附速度快、蒸气快速再生、使用寿命长等优点。此外炭纤维过滤系统3表面非结晶部分上有一些含氧管能团，使通过炭床的水中之有机污染物被活性炭有效地吸附。工作压力：≤0.5mpa，小型规格≤0.3mpa。经过炭纤维过滤系统3的水进入软化装置4，离子交换法是一种借助于离子交换剂上的离子和水中的离子进行交换反应而除去水中有害离子的方法。软化装置4，当含有钙盐及镁盐的水通过装有阳离子交换树脂的交换器时，水中的ca2+及mg2+便与树脂中的可交换离子(na+或h+)交换，使水中ca2+、mg2+含量降低或基本上全部去除，这个过程叫做水的软化。树脂失效后要进行再生，即把树脂上吸附的钙、镁离子置换出来，代之以新的可交换离子。
经过软化装置4的水经过加压泵加压5，进入微孔滤芯器6，微孔滤芯6采用低压错流过滤方式，固液混合物以低压力(0.7-7bar)，高流速(3-4m/sec)下进入膜管，用以分离液体中的高浓度悬浮固体，采用错流的过滤方式，固液混合物在压力下在膜表面错流流动，滤过水透过膜渗入到产水侧，可以承受10kg/cm2错流的压力。
经过微孔滤芯器6的液体进入超滤装置7，超滤是一个错流和切向流动的过程，要过滤的流体(进料液)沿膜表面流动。这样在中空纤维的内壁上形成流体剪切的条件，而使得污染物较难在膜表面形成。在料液中的悬浮物被浓缩作为排放液排出。这种切向流动的流程技术使得颗粒难于在膜表面堆积，使超滤膜获得长久的生产力。
经过超滤装置7处理后的液体进入中间水箱8缓冲，经过中间水箱8缓冲后由高压泵9加压进入三级反渗透装置10，反渗透是一种借助于选择透过(半透过)性膜的工力能以压力为推动力的膜分离技术，当系统中所加的压力大于进水溶液渗透压时，水分子不断地透过膜，经过产水流道流入中心管，然后在一端流出水中的杂质，如离子、有机物、细菌、病毒等，被截留在膜的进水侧，然后在浓水出水端流出，从而达到分离净化目的。该设备具有运行费用低、经济、操作方便、运行可靠、该系统装置采用三级反渗透，主要除去水中的各类离子，脱盐率可达到99.9％以上。经过反渗透装置10的液体进入尿素用水桶11，即为成品尿素用水。
尿素用水桶11的水进入溶解罐12，于此同时普通尿素原料通过上料螺旋提升系统13自动输送，该上料螺旋提升系统13采用二级上料并行，提高了生产效率，溶解罐12初步混合的物料进入快速混合装置14，快速混合装置14具有工作能力大的特点，通过多功能螺旋叶片可以将物料向中间推进，打散和混合，短时间混合更多的车用尿素。在快速混合装置14按照车用尿素产品的比例进行混合后进入粗过滤装置15，粗过滤装置15采用2微米的过滤精度，而且具有使用寿命长、可连续运行等特点。精过滤装置16采用1μm过滤材料。粗过滤装置15和精过滤装置16主要对系统中的胶体、有机杂质作进一步过滤，以保证后续系统的安全，经过精过滤装置16的阳离子交换装置17、阴离子交换装置18，所述阳离子交换装置17和阴离子交换装置18上均设置有电导率仪。通过电导率仪的设置，可以实时监测所述阳离子交换装置17和阴离子交换装置18是否达到饱和，当所述阳离子交换装置17和阴离子交换装置18饱和时，可自动进行统进行再生，实现了整个系统的自动化，效率大大提高。阳离子树脂和阴离子树脂均选用罗门哈斯，该类树脂以苯乙烯和二苯乙烯的共聚物为基体，分别以h+和cl-为置换离子。
从阴离子交换装置18出来后进入袋式过滤器19、陶瓷膜系统20，陶瓷膜系统20陶瓷膜是无机膜中的一种，属于膜分离技术中的固体膜材料，主要以不同规格的氧化铝、氧化锆、氧化钛和氧化硅等无机陶瓷材料作为支撑体，经表面涂膜、高温烧制而成。陶瓷膜具有三层结构(多孔支撑层、过渡层及分离层)，呈非对称分布，其孔径规格为0.8nm～1μm，经过陶瓷膜系统20处理后进入超滤装置21，超滤装置21中的超滤膜是一种具有超级“筛分”功能的多孔膜，可有效去除物料中中的微粒、胶体、细菌及高分子有机物质，降低浊度、toc等指标。经过超滤装置21后的物料进入抛光混床装置22、压力为100-150kpa，抛光混床装置22将物料再净化使电阻达16mω以上，从抛光混床装置22出料口出来以后进入半成品储罐23，为了适应北方的低温天气的尿素水溶液，设计了低温添加剂系统24，可以在线添加车用尿素液抗低温的酸醇类物质，添加后进入深度混合搅拌器25、该深度混合搅拌器25能够实现快速溶解，解决车用尿素生产溶解效率低的技术问题。
经过深度混合搅拌器25充分混合后即得到了车用尿素成品，并进入成品储罐26，产品满足国标gb29518-2013《柴油发动机氮氧化物还原剂-尿素水溶液》的要求，根据客户的需要通过灌装设备27进行不同容量的产品灌装。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。