一种尾气催化还原剂的生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种催化还原剂的生产工艺，尤其是车用的尾气催化还原剂生产工艺，属于化工技术领域。本发明专利技术采用连续过滤以及离子交换技术，利用传统尿素不同杂质的属性，通过连续提纯以及对金属以及非金属离子的吸附交换，对普通尿素进行车用级提纯，使得普通尿素通过槽式连续提纯和离子交换工艺制备高纯度的尾气催化还原剂，保证ＳＣＲ系统正常工作。与传统的结晶工艺相比，其有益效果是：采用开创性的工艺方法，无需化学制剂，无任何排放，生产连续化，操作简单。在保证低成本、节能环保的前提下，能够生产质量稳定的尾气催化还原剂－ＡＵＳ３２，为国内ＳＣＲ系统的大范围的推广奠定了原料供应的基础。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种催化还原剂的生产工艺，尤其是车用的尾气催化还原剂生产工艺，属于化工

技术介绍
目前，适用SCR技术的尾气催化还原剂-车用尿素溶液(AUS32)对金属元素等一系列指标要求较高，而普通的尿素中金属元素含量较高，直接使用普通尿素水溶液会很快使得SCR系统失效，甚至是整个系统出现不可逆的损坏。所以普通尿素溶液作为尾气催化还原剂无法满足SCR技术的要求。国外对于尾气催化还原剂的制备从尿素的合成开始，严格控制各项指标，保证用于SCR系统的尾气催化还原剂-尿素溶液的技术指标符合国际标准。但是，在国内由于SCR系统在最近几年才开始被人关注，用于SCR系统的尾气催化还原剂市场小，普通尿素生产厂家供应的尿素无法满足其技术指标，发动机厂商和客户只能进口尾气催化还原剂来满足现在一些车辆的使用。 由于国内现阶段的生产尾气催化还原剂采用的是重结晶工艺，通过加入化学试剂对普通尿素进行结晶提纯，该工艺的缺点是收率低，只有40％，对环境容易污染，成本高。尿素溶解和结晶冷却的过程周期长，整个结晶工艺以及离心工艺采用开放式操作，增加了非生产环节的污染风险，使得产品的品质无法保证，而且无法进行连续化生产。
技术实现思路
本专利技术要解决技术问题是针对普通尿素不能作为尾气催化还原剂，以及现有国内生产工艺的的缺陷，提出一种尾气催化还原剂生产工艺，取代结晶工艺，低成本生产尾气催化还原剂。 为了解决以上技术问题，本专利技术尾气催化还原剂生产工艺，包括以下步骤 a.溶解，在60-75℃下，将尿素与超纯水按1∶1-2重量份混合、搅拌，制成40-50％的尿素溶液； b.连续提纯，在密封条件下，将所述尿素溶液按2m3/h-3m3/h流速进行3-4级连续过滤提纯，去除机械杂质，得到0.22μ～0.45μ的澄清尿素溶液； c.离子交换，在密封条件下，将所述澄清尿素溶液按4m3/h～6m3/h进行离子交换，得到车用级尿素水溶液； d.成品，将所述尿素水溶液用超纯水稀释成浓度为31.8％～33.2％的成品。 本专利技术由以下技术方案进一步实现 a.溶解，在75℃下，将尿素与超纯水按1∶1.5重量份混合、搅拌20min，制成40％的尿素溶液； b.连续提纯，在密封条件下，将所述尿素溶液按2.5m3/h的流速进行3-4级连续过滤提纯，去除机械杂质，得到0.45μ的澄清尿素溶液； c.离子交换，在密封条件下，将所述澄清尿素溶液按5m3/h的流速进行离子交换，得到车用级尿素水溶液； d.成品，将所述尿素水溶液用超纯水稀释成浓度为32.5％的成品。 步骤a中，所述尿素是工业尿素或农用尿素，所述超纯水的电阻率在13～14MΩ·cm。 所述步骤b中采用连续提纯装置进行提纯。所述连续提纯装置是袋式过滤器、机械过滤器、精密滤芯过滤器、膜过滤器中的至少三种组合。 所述步骤c中采用阴阳离子交换树脂，所述阴离子交换树脂的体积在0.3m3～1.0m3，所述阳离子交换树脂的体积在0.5m3～1.0m3。 本专利技术采用槽式连续提纯和离子交换提纯工艺，整个生产工艺过程是在密闭的管道中进行，避免了污染的可能，采用在线式控制，使得整个生产过程都有控制点，保证了产品的稳定性和可控性。由于普通尿素中所含的机械杂质，主要是一些不溶于水的固体颗粒、织物、以及其它可见的不溶水的物质，本专利技术的工艺通过对普通的尿素的溶解、槽式多级过滤去除机械杂质，并且利用离子交换模块，对金属离子和阴离子进行交换吸附，去除阴阳离子，使得尿素水溶液得到提纯。该工艺其有益效果是采用开创性的工艺方法，无需化学制剂，无任何排放，生产连续化，操作简单。在保证低成本、节能环保的前提下，能够生产质量稳定的尾气催化还原剂-AUS 32，为国内SCR系统的大范围的推广奠定了原料供应的基础。 具体实施例方式 以下实施例中均采用PVC材质管线以及PE材质槽，离子交换模块外壳采用内衬PE的材质。 车用尿素水溶液的指标必须符合ISO22241-1规定.并且检测实验方法采用ISO22241-2的方法施行，具体指标如表1。 表1 实施例一 本实施例中制备尾气催化还原剂-车用尿素溶液的步骤如下 a.溶解，将1吨农用尿素与1.5吨的电阻率在13MΩ·cm的超纯水在3000L的溶解槽中混合、升温至60℃，搅拌20min，制成50％尿素溶液； b.槽式连续提纯，将上述尿素溶液泵送槽连续提纯模块，提纯模块由10μ袋式过滤器、活性炭过滤塔、0.45μ精密滤芯过滤器(PP材质)组合而成，均是密封的，尿素溶液以2m3/h的流速通过这个提纯模块得到0.22μ的澄清滤液； c.离子交换提纯，将澄清滤液泵至离子交换提纯模块，利用离子吸附交换去除尿素水溶液中的阴阳离子。其中阴离子树脂201×7(717)阴离子交换树脂，树脂体积为0.35m3；阳离子树脂是001×7(732)阳离子交换树脂，树脂体积为0.65m3。其组合模式为串联模式，进行离子树脂吸附，滤液经过离子交换模块的流速控制在4m3/h； d.在经过离子交换提纯后的溶液中加入超纯水，稀释成31.9％的车用尿素水溶液。 经过连续提纯和离子交换模块后的尿素水溶液完全达到了国外对汽车尾气催化还原剂-车用尿素溶液的标准，具体参照表1。 本实施例中，尿素经连续提纯前后的指标检测见表2， 表2 实施例二 本实施例中制备尾气催化还原剂-车用尿素溶液的步骤如下 a.溶解，将1吨工业用尿素与2吨的电阻率在13.7MΩ·cm的超纯水在3000L的溶解槽中混合、升温至70℃，搅拌20min，制成45％尿素溶液； b.槽连续提纯，将上述尿素溶液泵送槽连续提纯模块，提纯模块由10μ袋式过滤器、活性炭过滤塔、0.45μ精密滤芯过滤器(PP材质)组合而成，均是密封的，尿素溶液以3m3/h的流速通过这个提纯模块得到0.37μ的澄清滤液； c.离子交换提纯，将澄清滤液泵至离子交换提纯模块，利用离子吸附交换去除尿素水溶液中的阴阳离子。其中阴离子树脂201×7(717)阴离子交换树脂，树脂体积为0.35m3；阳离子树脂是001×7(732)阳离子交换树脂，树脂体积为1.0m3。其组合模式为混床模式，进行离子吸附，澄清滤液经过离子交换模块的流速控制在6m3/h。 d.在经过离子交换提纯后的溶液中加入超纯水，稀释成33.1％的车用尿素水溶液。 经过连续提纯和离子交换模块后的尿素水溶液完全达到了国外对汽车尾气催化还原剂-车用尿素溶液的标准，具体参照表1。 本实施例中尿素经连续提纯前后的指标见表3， 表3 实施例三 a.溶解，将1吨农用尿素与1.5吨的电阻率在14MΩ·cm的超纯水在3000L的溶解槽中混合、升温至75℃，搅拌20min，制成40％尿素溶液； b.槽连续提纯，将上述尿素溶液泵送槽连续提纯模块，提纯模块由10μ袋式过滤器、活性炭过滤塔、0.45μ精密滤芯过滤器(PP材质)组合而成，均是密封的，尿素溶液以2.5m3/h的流速通过这个提纯模块得到0.45μ的澄清滤液； c.离子交换提纯，将澄清滤液泵至离子交换提纯模块，利用离子吸附交换去除尿素水溶液中的阴阳离子。其中阴离子树脂Purolie A6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种尾气催化还原剂生产工艺，包括以下步骤：ａ．溶解，在６０－７５℃下，将尿素与超纯水按１∶１－２重量份混合、搅拌，制成４０－５０％的尿素溶液；ｂ．连续提纯，在密封条件下，将所述尿素溶液按２ｍ↑［３］／ｈ－３ｍ↑［３］／ｈ的流速进行３－４级连续过滤提纯，去除机械杂质，得到０．２２μ～０．４５μ的澄清尿素溶液；ｃ．离子交换，在密封条件下，将所述澄清尿素溶液按４ｍ↑［３］／ｈ～６ｍ↑［３］／ｈ的流速进行离子交换，得到车用级尿素水溶液；ｄ．成品，将所述尿素水溶液用超纯水稀释成浓度为３１．８％～３３．２％的成品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：石俊峰，秦建，严军表，
申请(专利权)人：江苏可兰素汽车环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]