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车用尿素溶液脱色提纯设备

发布时间: 2018-04-26 | 来源:潍坊嘉岚环保科技有限公司  

车用尿素设备

车用尿素是重型柴油车达到国四排放标准的必备产品。车用尿素是指尿素浓度为32.5%且溶剂为超纯水的尿素水溶液,原料为尿素晶体和超纯水。重型卡车、客车等柴油车要达到国四排放标准,在尾气处理上就要选用适合的SCR系统,而这项系统必须利用尿素溶液对尾气中的氮氧化物进行处理。因此,车用尿素溶液成了重型卡车及客车达到国四排放标准的必备产品。

     SCR是我国减排的***优选择。目前国内现行的柴油国标GB19147-2009要求含硫量≤350ppm,而ECR-DOC技术要求油品含硫量在10ppm以下,因此在中国暂不具有推广条件。SCR则可耐350ppm的含硫油品,因此有推广的技术基础。由于采用SCR技术的国四发动机燃油经济性比EGR技术好、对发动机改动小、对燃油和机油要求较低、在技术升级连续性上具有优势、SCR催化器耐久性好且不存在催化器堵塞的风险,因此SCR技术是***适合我国国情的重型柴油车减排技术路线。

   车用尿素是浓度为32.5%且溶剂为超纯水的尿素水溶液,生产原料为尿素晶体和超纯水,其关键点在于原料纯度。从生产工艺来看,虽然车用尿素对原料纯度要求高于一般工业用需求,但目前国内工艺已然可以满足实际应用需求。车用尿素的生产工艺不足以构建高进入壁垒。

  国内车用尿素主要是从工业尿素提纯得来,其主要原理是:1)在温度70-75℃时,尿素在水溶液中发生水解。2)在温度30℃以下时,尿素重新从水溶液中结晶出来。3)每水解结晶一次,其纯度会得到大幅提高,一般利用工业一级尿素水解结晶一次,就可达到车用尿素标准要求,其产出比例为1.5:1。

  车用尿素必须使用电子行业一级超纯水。车用尿素的由于SCR催化剂载体极易发生金属离子中毒从而失去催化效果,因此车用尿素溶液必须使用电子行业一级超纯水(电阻率≥18MΩ?cm)。车用尿素溶液会在-11℃下开始结冰,实际使用中在-20℃时会完全上冻。目前技术是通过加入改性剂降低溶液凝固点、外加加热装置等手段防止溶液凝固。

车用尿素溶液(AdBlue)是用不含其他任何添加物的高纯尿素和纯水一起配制的溶液,该溶液中尿素含量为32.5%(质量分数)。国内外重型柴油机厂家大多数采用了SCR(选择性催化还原)技术来满足欧IV、欧Ⅴ机动车排放标准的要求。选择SCR技术的的车辆必须添加尿素溶液作为催化还原剂,使车辆达标排放。

      柴油发动机尾气处理液(俗称为:汽车尿素,车用尿素,汽车环保尿素),在中国和欧洲称为AdBlue,在美洲称为DEF,在巴西称为ARLA32。 AdBlue是由成分为32。5%的高纯尿素和67。5%的去离子水组成的高纯度透明液体,有淡淡的氨水气味。如果溅出,水分蒸发并形成结晶。AdBlue用于配有SCR(车用选择性催化还原尾气后处理)系统的轿车、卡车、客车和重型非道路使用柴油发动机车辆,是SCR技术中必须要用到的消耗品,与SCR催化剂一起将柴油发动机排放的有害氮氧化物转换成无害的水蒸气和氮。SCR系统的主要组成部分包括催化剂,AdBlue注入装置,AdBlue容器和AdBlue剂量控制器。几乎所有欧洲、美国和亚洲,包括中国的重型汽车制造商也为车辆配备选择性催化还原系统并配以AdBlue工作液,以达到新的氮氧化物排放标准(如欧四、欧五)AdBlue和SCR技术共同作用下,能优化发动机性能和燃料消耗,减少柴油消耗可高达6%,显著降低成本。AdBlue 的平均消耗量是一般柴油消耗量的5%,约为高速公路驾驶每100公里消耗1。5升。AdBlue只可使用于配置SCR系统的引擎组合,因为它既不是燃料,也不是燃料添加剂。AdBlue执行符合ISO22241,DIN70070和CEFIC规章内的标准,以确保SCR系统有效运行。AdBlue 对环境没有危害,并分类为***低风险的可运输液体。

 

  目前国内车用尿素生产由中小型民营企业主导,渠道销售能力欠缺。国内车用尿素主要由江苏可兰素、辽宁润迪、京脉化工、北京益利等企业生产。每家公司产能在年产10-30万吨之间。其中江苏可兰素、辽宁润迪等产能为年产30万吨,且针对车用尿素低温凝固问题有一系列的改性剂专利。江苏可兰素已经将可兰素车用尿素溶液出口到俄罗斯、东欧和南美。但对于目前小型民营企业来说,不能掌握核心销售渠道是其发展的根本软肋。

 

适用于柴油发动机符合国四排放标准的汽车,卡车,客车,公交车

 

本生产线由超纯水设备、搅拌均质系统、初过滤系统、脱色系统、精滤系统、提纯系统、再生系统、微滤系统等组成,此运行模式为目前是国内先进成熟的车用尿素生产工艺,已进入大规模工业生产阶段。

一)搅拌均质系统:采用搅拌装置,并起到均质作用。

二)初过滤及脱色系统:去除尿素中悬浮物及其它漂浮杂质,保证后道工序不受影响。脱色系统采用优质活性炭进行吸附脱色,去除尿素中其它有机物杂质,使尿素溶液更加清澈。

三)精滤系统:防止脱色系统中的活性炭微粒进入后道处理工序,影响后道产品质量。

四)提纯系统:采用多级提纯塔方式,去除尿素溶液中的各种离子、缩二脲、磷酸根等杂质,确保产品符合中国汽车工程学会技术规范SAE-China J2901-2013《车用尿素溶液技术规范》标准要求。

五)微滤系统:拦截生产过程中管道、储存槽、动力设备等可能产生的一些肉眼不可见的残留杂质,保证成品质量稳定可靠。

六)还原再生系统:提纯塔在工艺生产过程中逐步失效,到达一定周期需要进行还原再生处理,过程需2-3小时。经还原再生处理的提纯塔重复使用,可完全达到原生产工艺要求。每个再生周期过程中会产生2吨废水,该废水不含其它重金属,主要是PH值不符合要求。经过中和调整就可以达到环保排放标准 。

 

 

汽车尿素(车用尿素,汽车环保尿素)的学名是柴油机尾气处理液。应用于柴油发动机中。它是一种在SCR技术中必须要用到的消耗品,用来减少柴油车尾气中的氮氧化物污染的液体。其组成成分为32.5%的高纯尿素和67.5%的去离子水。

从当前国内外发动机技术来看,公交、环卫、邮政等部门使用的重型压燃式柴油机动车辆要达到国Ⅳ排放,改造发动机已经比较困难,全球各大汽车生产公司纷纷把目光投向具有巨大开发潜力的选择性催化还原技术(SCR,Selective Catalytic Reduction)进行烟气脱硝后处理来满足第Ⅳ阶段排放的要求,所用的还原剂主要为尿素溶液。选择性催化还原技术SCR的原理为:车用尿素溶液存放于容量为100L的专门储存罐,用压缩空气将尿素溶液喷洒向热的发动机尾气(约300℃-500℃,满足了还原反应条件),该溶液气化后产生还原效率高的氨气,氨气与尾气的NOx在SCR催化器中反应,转化为无害的水蒸汽和N2,同时吸收了有害的烟气颗粒。 

   使用车用尿素对汽车的好处 

    车用尿素溶液***基本的功能是将汽车尾气中的氮氧化物转化成无害的氮气和水,节能又环保使您的爱车达到国家规定的尾气排放标准。 

     通过SCR系统的智能控制,当存储罐内尿素溶液不足的时候,汽车会启动不起来,为了保证车辆的正常行驶,应备有充足的尿素溶液。 

     此外选用不同品质的尿素溶液,对车辆的保养也是不同的。当选用的尿素溶液纯度不够,有颗粒物、重金属离子等杂质存在的时候,会对车辆SCR系统的喷嘴、过滤器等零部件造成严重损害,带来不必要的经济损失。低品质的尿素溶液如果化学成分不高,存在重金属及其他化学成分的时候,会与催化剂发生化学反应降低尾气转化效果,甚至失去作用。因此,在选用尿素溶液的时候应尽量选用高品质的产品,以控制车辆的保养成本。

 

 

 

尿素是柴油机专用尾气净化还原剂。它是一种无味无毒的溶液,存储在柴油车上特别的储存容器内。当废气从发动机排出后,它会与废气一起到达SCR催化转化器,然后将氮氧化物转化为无害的氮和水,从而大大减低废气排放量。尿素在国外一般称为Adblue或DEF,配有Adblue的柴油车都有单独的一个容器来存储.目前来说 SCR(选择性催化还原技术)技术成柴油机国Ⅳ标准技术。国内发动机生产商都开始使用 SCR 技术来达到环保要求。

为减轻汽车尾气给大气环境造成的污染,我国将全面推行国四排放标准。随着实施国四标准的日期渐渐临近,尿素这种传统的化工产品也有望焕发出新的活力。

其实在欧洲,2006 年就已经开始实施这个政策。欧洲柴油机尾气处理液称为 Adblue。在美国,2010 年开始,随着EPA2010 标准的实施,也全面加大了汽车尿素液的应用实施力度,在美国,柴油机尾气处理液称为 DEF(Diesel Exhaust Fluid)。主要代表有BlueDEF等。然而在国内,对于柴油机尾气处理液的生产目前尚属于新兴行业。目前国外欧洲市场用量,2006年时欧洲尿素销售网络已经形成,主要有零售点和尿素泵站两种形式。目前在全欧洲范围内的加油站都可以买到车用尿素。在2010年时其市场需求已达300万吨以上。

国内市场需求:国家十二五规划要求氮氧化物排放降低10%。2011-2015年,国家颁布实施第四、第五阶段车用燃油国家标准,而重型柴油车采用SCR技术脱销,Adblue是必备的配套产品。

1、原水泵

主要功能:恒定系统供水压力,稳定供水量

 2、过滤器

采用多次过滤层的过滤器,主要目的是去除原水中含有的泥沙、铁锈、胶体物质、悬浮物等颗粒在20um以上的物质,系统可以进行反冲洗、正冲洗等一系列操作。

主要功能:保证设备的产水量,延长设备的使用寿命,无浓水排放。

 3、活性炭过滤器

采用果壳活性炭过滤器,活性炭不但可吸附电解质离子,还可以进行离子交换吸附。由于吸附作用使表面被吸附复制的浓度增加,因而还起到催化作用,去除水中的色素、异味、大量生化有机物、降低水的余卤值及农药污染物和除去水中三卤化物(THM)以及其他的污染物。系统可以进行反冲洗、正冲洗等一系列操作。同时,设备具有自我维护系统,运行费用很低。

主要功能:保证设备的产水质量,延长设备的使用寿命,无浓水排放。

4、精密过滤器

精密过滤器用来截留预处理系统漏过的少量机械杂质。过滤器筒体采用工程塑料或SUS304材质;内装PPF滤芯。聚丙烯滤芯是一种效率高、阻力小的深层过滤元件。适用于含悬浮杂质较低(浊度小于2-5度)的水进一步净化。聚丙烯滤芯由聚丙烯纤维按一定规律缠绕在注塑聚丙烯多孔管上形成。

主要功能:保证进入反渗透膜的水颗粒度小于0.1um,无浓水排放。

5、反渗透系统

  反渗透装置是用足够的压力使溶液中的溶剂(一般是水)通过反渗透膜(或称半透膜)而分离出来,因为这个过程和自然渗透的方向相反,因此称为反渗透。经过反渗透处理,使水中杂质的含量降低,提高水质的纯度,其脱盐率可达到97%以上,并能将水中大部分的细菌,胶体及大分子量的有机物去除。反渗透法能适应各类含盐量的原水,尤其是在高含盐量的水处理工程中能获得很好的技术经济效益。反渗透法的脱盐率提高,回收率高,运行稳定,占地面积小,操作简便,过去由于反渗透设施价格较高。阻碍了反渗透设备的推广使用,但近两年以来,反渗透设施的价格不断下降,使得反渗透设备广泛使用在各类除盐水处理工程中,由于反渗透设备在除盐的同时,也将大部分细菌、胶体及大分子量的有机物去除,因此在纯水的制取工程中,反渗透设备更是不可缺少。

2T的设备有少量浓水排放,主要包含水中离子及盐,对环境无污染,可二次利用。

6、EDI系统

EDI纯化水设备系统是将电渗析技术和离子交换技术有机结合形成的一种新型除盐技术。可以有效的去除水中的全部离子,出水电阻率可稳定在15MΩ.cm以上,连续运行、无化学污染、水的利用率高,在高纯水制备工艺上有着广阔的应用前景。

EDI纯水设备装置是应用在反渗透系统之后,取代传统的混合离子交换技术(MB-DI)生产稳定的去离子水,低含量离子水,可二次利用。

四)、尿素溶液设备

本生产线由超纯水设备(双级反渗透+EDI)、

搅拌均质系统、

初过滤系统、

脱色系统、精滤系统、

提纯系统、

再生系统、微滤系统等组成,此运行模式为目前是国内先进成熟的车用尿素生产工艺,已进入大规模工业生产。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

一、项目预期效益(市场预期,经济、社会和环境效益)

说明:

1、生产时间按8小时/天,300天/年计算,年产1500T。

2、本报价为设备造价,含安装调试费,运输费。

3、本报价不含其它厂房设施等基础建设费用。

 

二、生产制造费用:

1、尿素原材料费用:尿素原料1800元/T,1T原料可制成品3T,则原料消耗费用为1800÷3=600元/吨

2、其余生产制造费用如包装材料,灌装系统,成品运输或储存等,费用未计算在内。

 

三、运输费用(单机功耗按小时计算,其它费用按年核算):

1、吨产品电耗费用:预计系统运行功率10KW,    10千瓦/小时×0.6×0.78元/千瓦÷1吨/小时=4.68元/吨

2、吨产品水耗费用:按照5元/吨估算。

3、人员工时费用:设操作及管理人员2人。费用按两人计,3000元1人/每月  2人×3000元/人。月×12个月÷2400吨/年=30元/吨

4、耗材费用:11.5元/吨

5、尿素生产设备折旧按八年计算为1.875万/年。   1.875万/年÷0.15万吨/年=12.5元/吨。

 

上述费用合计:4.68+5+30+11.5+12.5=63.68元/吨(按64元计算)

 

四、项目预期效益:

目前市场行情车用尿素价格为3000-3500元/吨,按3000元计算,本系统年产值为 3000元/吨×0。15万吨/年=450万  年利润为:(3000-600-64)×0。15万吨/年=350。4万

 

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