[发明专利]生产车用尿素的列管结晶设备

说明书

技术领域

本发明属于生产车用尿素技术领域，涉及一种生产车用尿素的列管结晶设备。

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，必须使尿素合成反应液通过多次结晶以降低尿素中的缩二脲等杂质含量。

发明内容

本发明提供了一种设备简单，占地面积小，提高尿素的提纯效率的生产车用尿素的列管结晶设备。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种生产车用尿素的列管结晶设备，包括尿液合成罐、输送泵、结晶釜、真空泵、缓冲罐和循环泵；所述的结晶釜上方设有进液口，底部设有出液口和产品出口；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；所述的输送泵的输入口与尿液合成罐连接，输送泵的输出口与结晶釜的进液口连接；所述的循环泵的输入口与结晶釜的出液口连接，循环泵的输出口与尿液合成罐连接；所述的结晶釜还设有立式列管。

作为进一步改进，以上所述的立式列管由多根列管垂直均匀分布在结晶釜内并联而成；所述的立式列管还设有冷却介质入口和冷却介质出口。

作为进一步改进，以上所述的结晶釜内还设有喷淋器；所述的喷淋器包括喷淋管和喷淋头；所述的喷淋管通过管道与循环泵连接；所述的喷淋头均布设置于喷淋管上；所述的喷淋管设置在立式列管的上方。

作为进一步改进，以上所述的立式列管内通入冷却介质；所述的冷却介质为冷盐水或者冷水。

作为进一步改进，以上所述的结晶釜的上方设有进液管和旋转喷头；所述的进液管的一端与结晶釜的进液口连接，另一端与旋转喷头连接。

作为进一步改进，以上所述的结晶釜的底部为倒锥形。

使用时，尿液合成罐中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，结晶釜中采用立式列管作为结晶载体，并向立式列管中通入冷却介质，使得尿素合成液进行冷却结晶提纯，打开循环泵与尿液合成罐联通的阀门，将未饱和的尿素反应液输送至尿液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，关闭循环泵与尿液合成罐联通的阀门，打开与结晶釜中的喷淋管连接的阀门，用饱和的尿素反应液对立式列管上结晶所得到的产品喷淋洗涤，提高产品的纯度。

相比于现有技术，本发明具有的优点及有益效果如下：

1、本发明直接采用尿液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。

2、本发明的结晶釜采用立式列管作为结晶载体，使得尿素合成液在真空条件下与冷却介质进行热交换，冷却结晶，提高了生产效率；同时，结晶体悬挂在立式列管上，在晶、液两相分离时，彻底排出杂质含量高的液体，提高提纯率。

3、本发明中的结晶釜中设有喷淋器，可对晶柱表面和结晶釜残余的反应液进行喷淋洗涤，减少了杂质含量，提高产品质量。

4、本发明设有循环泵，可将未饱和的尿素合成液重新输送至尿素合成罐中进行再次反应，节省了原料，降低了生产成本。