一种柴油车尾气处理液的生产装置及使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种柴油车尾气处理液，更具体地说，涉及一种适合于在加油站内使用的柴油车尾气处理液的生产装置及其使用方法。
【背景技术】
[0002]根据国家环保部门的规定，从2013年7月I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(NOx)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了一种选择性催化还原(SCR)技术来处理柴油车尾气，使之达到欧IV、欧V甚至更高的标准。
[0003]柴油车尾气处理液是配合SCR技术，将发动机尾气排放中的氮氧化物转化成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，车用尿素并不是一般的农用尿素或工业尿素，也不是化学分析试剂，而是一种具有较高附加值、可大规模工业生产的专用化学品。
[0004]由于车用尿素中各种金属离子、缩二脲含量的控制指标均高于国家标准(北京市地方标准DB11/552-2008《车用尿素溶液》中规定，车用尿素液中钠、镁、铝、钾、钙、铁的含量< 0.5ppm，镍、铜、络、锌的含量< 0.2ppm，缩二脲含量< 0.3% (wt))。其中的缩二脲是尿素缩聚产生的副产物，会对柴油车尾气处理液的使用效果产生不利影响，因此，不能用现成的农用尿素或工业尿素产品替代车用尿素；并且配制柴油车尾气处理液的水也不是普通的自来水，而是经过过滤除掉杂质，电阻率为14?18ΜΩ.cm的超纯水。
[0005]目前，柴油车尾气处理液的制备方法主要分为三种，其技术难点主要在于对杂质的控制上，特别是对缩二脲含量的控制。第一种是在尿素生产装置中取尿素合成反应液直接配制；如专利CN 102806011A中所述，取尿素合成反应液，去除其中未转化物氨和二氧化碳，得到浓缩的尿素溶液，然后将该尿素溶液与超纯水进行调配，获得尿素浓度为31.8?33.3被％的柴油车尾气处理液。第二种是将普通尿素溶于超纯水中，再经过净化处理获得；如专利CN 101811065A中所述，将尿素溶于超纯水制成尿素溶液，然后经过连续提纯、离子交换后，得到柴油车尾气处理液。第三种是先获得高纯尿素晶体，然后溶于超纯水配制；如专利CN 102806011A中所述，将从尿素生产装置中获得的尿素合成反应液冷却结晶、再经过固液分离制得高纯尿素晶体，然后再将尿素晶体溶于超纯水中，制得柴油车尾气处理液。
[0006]现有的技术存在的问题为:第一种生产方法限制了柴油车尾气处理液的生产地点，因为尿素易结晶析出，只有邻近尿素生产装置才能进行生产；第二种生产方法需要用到多种过滤装置，如机械过滤器、精密滤芯过滤器、膜过滤器以及离子交换树脂等，生产成本偏高；第三种生产方法与现有专利相比，简化了制备流程，降低了生产成本，但是由于最终的产品为液体产品，其中的水含量在66.7?68.2wt%，导致柴油车尾气处理液的运输成本偏高。而且，配制好的柴油车尾气处理液需在较低的温度下储存，且储存的时间最好不要超过一年，否则，尿素液中的尿素和水会发生反应，造成柴油车尾气处理液产品中碱度超标。
[0007]据统计，强制执行国IV排放标准后，预计配备SCR系统的重型柴油车等大型客车将以每年50万辆的速度增长，2015年底保有量将达到125万辆，2020年底将达到375万辆。如果以每辆重型柴油车平均年消耗1.2吨柴油车尾气处理液估算(柴油车尾气处理液的消耗量为柴油消耗量的4% -5%),到2015年和2020年柴油车尾气处理液的市场需求量将分别达到150万吨和450万吨，市场前景广阔。目前市售的柴油车尾气处理液基本上是在加油站内实现加注，这就需要在加油站内储存一定量的产品，但由于柴油车尾气处理液为液体产品，且水含量高，因此，产品的运输和储存成本偏高。
【发明内容】
[0008]为了解决现有技术中存在的问题，在保证产品质量、简化生产流程的同时，降低产品运输和储存成本，本发明提供了一种柴油车尾气处理液的生产装置及使用方法。
[0009]本发明的一种柴油车尾气处理液的生产装置是这样实现的:
[0010]一种柴油车尾气处理液的生产装置，所述装置包括:高纯尿素的料仓1、称重仪
10、计量罐2、净化自来水的超纯水装置3、加热设备11、配制釜4、搅拌及加热装置12、缓冲罐5、在线质量分析仪6、膜过滤装置7、产品罐9，以及产品栗8、开关阀A?D、调节阀E?F和连接管线；
[0011 ] 由所述料仓I来的高纯尿素，经所述称重仪10称重后进入所述计量罐2，然后进入所述配制釜4 ;自来水经所述超纯水装置3净化后，一部分净化水经所述加热设备11加热，一部分净化水未经加热，两部分净化水合并后，进入所述配制釜4 ;所述高纯尿素和所述净化水在所述配制釜4内进行配制，配制产物进入所述缓冲罐5 ;由所述在线质量分析仪6进行质量分析，如果质量合格，由所述产品栗8将所述配制产物栗入所述产品罐9，如果质量不合格，所述配制产物经过所述膜过滤装置7进行过滤后，返回所述缓冲罐5，直至质量合格后，再栗入所述产品罐9 ;所述膜过滤装置的孔径为0.1?0.3 μ m。
[0012]在具体实施时，所述磁力搅拌及加热装置12为采用磁力搅拌和电加热方式；所述加热设备11为太阳能加热设备11 ;所述缓冲罐5和所述产品罐9，设有电加热器；所述计量罐2和所述配制釜4的进料口为喇叭口，使所述计量罐2与前后设备物理隔离。市政自来水经过超纯水装置3的过滤除掉杂质和绝大部分的金属离子，变成电阻率为14?18ΜΩ -cm,铝、钙、铁离子的含量彡0.lmg/Kg，铜离子的含量彡0.05mg/Kg，pH ^ 7.0的超纯水。
[0013]本发明的一种柴油车尾气处理液生产装置的使用方法是这样实现的:
[0014]由所述料仓I来的高纯尿素，经所述称重仪10称重后进入所述计量罐2，然后进入所述配制釜4 ;自来水经所述超纯水装置3净化后，一部分净化水经所述加热设备11加热，一部分净化水未经加热，两部分净化水合并后，进入所述配制釜4 ;所述高纯尿素和所述净化水在所述配制釜4内进行产品配制，配制产物进入所述缓冲罐5 ;由所述在线质量分析仪6进行质量分析，如果质量合格，由所述产品栗8将所述配制产物栗入所述产品罐9，如果质量不合格，所述配制产物经过所述膜过滤装置7进行过滤后，返回所述缓冲罐5，直至质量合格后，再栗入所述产品罐9 ;所述产品罐9中的柴油车尾气处理液为31.8wt% -33.3wt%的尿素水溶液。
[0015]在具体实施时，所述产品罐9中的柴油车尾气处理液优选为32.3wt% -32.7wt%的尿素水溶液；进入所述配制釜4的净化水温度为25°C -30°C ;所述产品的配制温度为25°C _30°C、配制时间为20分钟-30分钟；所述产品配制采用磁力搅拌和电加热控温。
[0016]本发明的技术方案为将柴油车尾气处理液的配制设备做成一套密闭的集成系统，外表类似一个小型的集装箱，可以设置在加油站内。该系统的有两个入口，一个入口接高纯尿素粉料，高纯尿素的制备方法可以参考专利CN102806011A中所诉的第二种方法，另一个入口接市政自来水，市政自来水经过超纯水装置过滤后，变成超纯水；该系统有两个出口，一个为柴油车尾气处理液成品液出口，另一个为中水出口，中水作为超纯水装置的副产物