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車用尿素水溶液生產設備
添加時間:2017年04月09日 來自:晨正水處理設備

一、項目概況
  尿素是柴油機專用尾氣凈化還原劑。它是一種無味無毒的溶液,存儲在柴油車上特別的儲存容器內。當廢氣從發動機排出后,它會與廢氣一起到達SCR催化轉化器,然后將氮氧化物轉化為無害的氮和水,從而大大減低廢氣排放量。尿素在國外一般稱為Adblue或DEF,配有Adblue的柴油車都有單獨的一個容器來存儲.目前來說SCR(選擇性催化還原技術)技術成柴油機國Ⅳ標準首選技術。國內發動機生產商都開始使用SCR技術來達到環保要求。

二、生產工藝流程:
  汽車尿素(車用尿素,汽車環保尿素)的學名是柴油機尾氣處理液。應用于柴油發動機中。它是一種在SCR技術中必須要用到的消耗品,用來減少柴油車尾氣中的氮氧化物污染的液體。其組成成分為32.5%的高純尿素和67.5%的去離子水。
  2.1水系統流程
  原水→原水箱→增壓泵→砂過濾器→活性炭過濾器→阻垢劑加藥→5μ精密過濾器→一級高壓泵→一級膜處理系統→一級RO水箱→二級高壓泵→二級膜處理系統→二級RO水箱 →RO水箱→純水泵→攪拌罐
  2.2尿素生產流程
  自來水→預處理→一級反滲透→二級反滲透→EDI系統→超純水儲罐→物料儲罐
    ↓
  攪拌均質系統
    ↓
  灌裝←提純←脫色系統←初過濾系統

系統描述:
  本生產線由預混合系統、初過濾系統、均質系統、脫色系統、提純系統等組成,此運行模式為目前是國內先進成熟的車用尿素生產工藝,已進入大規模工業生產階段。此種生產方式和理念,在中石化、可蘭素以及玉柴、湖北拓威汽車尾氣等公司已經生產運轉;
  一)初過濾及脫色系統:去除尿素中懸浮物及其它漂浮雜質,保證后道工序不受影響。脫色系統采用優質活性炭進行吸附脫色,去除尿素中其它有機物雜質,使尿素溶液更加清澈。
  二)精濾系統:防止脫色系統中的活性炭微粒進入后道處理工序,影響后道產品質量。
  三)提純系統:采用多級提純塔方式,去除尿素溶液中的各種離子、縮二脲、磷酸根等雜質,確保產品符合中國汽車工程學會技術規范SAE-China J2901-2013《車用尿素溶液技術規范》標準要求。
  四)微濾系統:攔截生產過程中管道、儲存槽、動力設備等可能產生的一些肉眼不可見的殘留雜質,保證成品質量穩定可靠。
  五)還原再生系統:提純塔在工藝生產過程中逐步失效,到達一定周期需要進行還原再生處理,過程需6-8小時。經還原再生處理的提純塔重復使用,可完全達到原生產工藝要求。每個再生周期過程中會產生2噸廢水,該廢水不含其它重金屬,主要是PH值不符合要求。經過中和調整就可以達到環保排放標準 。

四、產品品質以及設計標準
  車用尿素生產線 符合中國汽車工程學會技術規范SAE-China J2901-2013《車用尿素溶液技術規范》標準要求

  車用尿素溶液(AdBlue)是用不含其他任何添加物的高純尿素和純水一起配制的溶液,該溶液中尿素含量為32.5%(質量分數)。國內外重型柴油機廠家大多數采用了SCR(選擇性催化還原)技術來滿足歐IV、歐Ⅴ機動車排放標準的要求。選擇SCR技術的的車輛必須添加尿素溶液作為催化還原劑,使車輛達標排放。
  柴油發動機尾氣處理液(俗稱為:汽車尿素,車用尿素,汽車環保尿素),在中國和歐洲稱為AdBlue,在美洲稱為DEF,在巴西稱為ARLA32. AdBlue是由成分為32.5%的高純尿素和67.5%的去離子水組成的高純度透明液體,有淡淡的氨水氣味。如果濺出,水分蒸發并形成結晶。AdBlue用于配有SCR(車用選擇性催化還原尾氣后處理)系統的轎車、卡車、客車和重型非道路使用柴油發動機車輛,是SCR技術中必須要用到的消耗品,與SCR催化劑一起將柴油發動機排放的有害氮氧化物轉換成無害的水蒸氣和氮。SCR系統的主要組成部分包括催化劑,AdBlue注入裝置,AdBlue容器和AdBlue劑量控制器。幾乎所有歐洲、美國和亞洲,包括中國的重型汽車制造商也為車輛配備選擇性催化還原系統并配以AdBlue工作液,以達到新的氮氧化物排放標準(如歐四、歐五)AdBlue和SCR技術共同作用下,能優化發動機性能和燃料消耗,減少柴油消耗可高達6%,顯著降低成本。AdBlue 的平均消耗量是一般柴油消耗量的5%,約為高速公路駕駛每100公里消耗1.5升。AdBlue只可使用于配置SCR系統的引擎組合,因為它既不是燃料,也不是燃料添加劑。AdBlue執行符合ISO22241,DIN70070和CEFIC規章內的標準,以確保SCR系統有效運行。AdBlue 對環境沒有危害,并分類為最低風險的可運輸液體。
   車用尿素溶液的研發背景和用途
   柴油機以其高壓縮比而具有比汽油機更高的燃油效率,由于它具有良好的燃油經濟性、動力性、耐久性而廣泛應用于客貨車上。柴油車的HC、CO、CO2排放量比汽油車低,并能夠作為生物柴油等新能源的最佳使用平臺,因此柴油車應用前景非常好。但是柴油車排放的NOx(氮氧化物)和PM(顆粒物)遠高于汽油車,且無法像汽油車那樣使用三效催化劑而達到國Ⅳ排放,制約著柴油機的發展。NOx可形成有毒的光化學煙霧和具有腐蝕作用的酸雨,硫氧化物和氮氧化物正是導致酸雨的主要物質,當前酸雨的防控形勢比較嚴峻,而氮氧化物是這一階段的防控重點。
   PM(顆粒物)對人體呼吸系統有極大的危害,可引起慢性肺病或致癌。PM組分主要由固態碳煙、可溶性有機物、硫酸鹽三部分組成。其排放顆粒中的可溶性有機物具有誘變作用,90%以上是致癌物質。除此之外,PM還可導致人體患慢性肺病。由于柴油機排放顆粒的粒徑較小,統計資料表明90%(質量百分數)以上的顆粒小于lμm,這些顆粒懸浮于空氣中停留時間很長,這樣就增加了接觸人體的機會,也增加了顆粒在大氣中參與其它化學反應的機會。細顆粒是造成灰霾天氣的主要原因,由于機動車保有量迅速增長,導致機動車排放迅速增加,空氣中PM2.5這種細顆粒的累積就越來越多,由此造成灰霾天氣比較頻繁。
   因此柴油機NOx和顆粒排放對人類健康及大氣環境具有不容低估的危害作用,限制著柴油發動機的發展。世界各國都致力于減少柴油機NOx和PM排放的研究,其途徑有提高燃油品質、實行機內凈化技術和尾氣后處理技術。但是大量的試驗研究]證明僅依靠機內凈化技術同時降低NOx和PM的排放量到符合排放法規的要求已經變得越來越困難,而且導致生產和使用成本明顯升高。因此柴油機內凈化處理的同時輔助以尾氣后處理技術來控制柴油機有害物質的排放成為柴油機未來的發展方向。
   根據汽車工業發達國家的發展經驗,當前主要有兩條尾氣后處理技術路線:其一是EGR+DPF/DOC(廢氣再循環系統+顆粒捕集器/氧化型催化轉化器)路線,即先通過廢氣再循環降低燃燒過程中NOx的生成量,再通過顆粒捕集器捕集因采用EGR技術而略有增加的顆粒物,同時使用氧化型催化轉化器定期再生顆粒捕集器;其二是優化燃燒+SCR路線,即是先通過優化燃燒降低顆粒物排放,同時允許NOx生成量有所增加,然后通過選擇性催化還原技術來降低因優化燃燒而產生的NOx排放量,從而達到同時降低NOx和PM的效果。
   目前,我國重型柴油車在物流及客運中所占比例逐年上升, 其使用經濟性比歐洲高5%~10%。SCR技術比EGR技術節油5%-7%,因此從經濟節能角度看,SCR技術是適合我國國情的重型柴油機節能減排技術路線。從當前國內外發動機技術來看,公交、環衛、郵政等部門使用的重型壓燃式柴油機動車輛要達到國Ⅳ排放,改造發動機已經比較困難,全球各大汽車生產公司紛紛把目光投向具有巨大開發潛力的選擇性催化還原技術(SCR,Selective Catalytic Reduction)進行煙氣脫硝后處理來滿足第Ⅳ階段排放的要求,所用的還原劑主要為尿素溶液。選擇性催化還原技術SCR的原理為:車用尿素溶液存放于容量為100L的專門儲存罐,用壓縮空氣將尿素溶液噴灑向熱的發動機尾氣(約300℃-500℃,滿足了還原反應條件),該溶液氣化后產生還原效率高的氨氣,氨氣與尾氣的NOx在SCR催化器中反應,轉化為無害的水蒸汽和N2,同時吸收了有害的煙氣顆粒。

 
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