一种车用尿素生产工艺

摘要

本申请涉及一种车用尿素生产工艺，其包括步骤1：配制去离子水；步骤2：对原料尿素进行预处理，得预处理尿素；步骤3：向配料装置中通入氮气至排尽搅拌釜内空气；步骤4：向配料装置中加入步骤1中配制的去离子水，加热去离子水至55‑65℃；步骤5：向配料装置中添加预处理尿素；步骤6：预处理尿素添加完成后，配制液降温至4℃；步骤7：第一提纯料输送至过滤装置得到待检测液；步骤8：待检测液检测合格，则存储备用；若检测不合格，待检测液流向再过滤装置进行提纯，提纯至检测合格后存储备用。本申请具有先进行车用尿素配制前对车用尿素进行预处理，有效除去原料尿素颗粒表面的杂质离子，降低提纯工段的难度，从而降低生产成本的优点。

权利要求

1.一种车用尿素生产工艺，包括以下步骤：

步骤1：去离子水机（1）配制去离子水，去离子水的电阻率控制在19‑23M Ω·CM；

步骤2：进行步骤1同时通过尿素预处理机构（12）对原料尿素进行预处理，原料尿素添加罐（128）中的原料尿素在调速阀（129）的控制下，以10‑15kg/min的添加至预处理罐（121）中，持续搅拌添加至预处理罐（121）中的原料尿素，同时以每隔10s向预处理罐（121）中通入

4s温度为20℃‑45℃的氮气，通入氮气同时开启超声波发生器（9），得预处理尿素；

步骤3：向配料装置（11）中通入温度为40℃‑60℃的氮气，同时开启搅拌机构（13）搅拌，至排尽搅拌釜（111）内空气；

步骤4：向配料装置（11）中加入步骤1中配制的去离子水，加热去离子水至55‑65℃；

步骤5：步骤2中的配制预处理尿素以恒定添加速度向配料装置（11）中添加预处理尿素，添加预处理尿素同时持续进行搅拌，搅拌转速与配液的浓度呈反比，持续通入温度为60℃的氮气，配制液温度维持于60±2℃；

步骤6：预处理尿素添加完成后，停止搅拌且降低氮气通入量，通入量为步骤5中氮气通入量的四分之一，配制液降温至4℃，过滤得到第一提纯料；

步骤7：步骤6中的第一提纯料输送至过滤装置（2），得到待检测液；

步骤8：步骤7中的待检测液检测合格，则存储备用；若检测不合格，待检测液流向再过滤装置（200）进行提纯，提纯至检测合格后存储备用；所述配料装置（11）包括与去离子水机（1）连通的搅拌釜（111）、一体成型于搅拌釜（111）外壁用于控制搅拌釜（111）内液料温度的夹套层（112）、连通于搅拌釜（111）顶部的尿素进料管（113）、连通于尿素进料管（113）的计量槽（114）、连通于计量槽（114）的尿素预处理机构（12）、连通于搅拌釜（111）顶部的排空管（115）、设置于搅拌釜（111）用于搅拌液料的搅拌机构（13）和连通于搅拌机构（13）的空气加热器（14）,搅拌机构（13）包括动连接于搅拌釜（111）的中空转动杆（131）、多根连通于中空转动杆（131）周向的中空搅拌杆（132）、固定连接于中空转动杆（131）杆端周向的从动齿轮（133）、固定连接于搅拌釜（111）顶部的电机（134）、固定连接于电机（134）输出轴且可与从动齿轮（133）啮合的主动齿轮（135），中空搅拌杆（132）设置于搅拌釜（111）内；中空转动杆（131）周向开设有多个第一散气孔（1311）；中空搅拌杆（132）周向开设有多个第二散气孔（1321）；中空转动杆（131）位于搅拌釜（111）外部的杆端同轴开设有与中空搅拌杆（132）内部连通的进气槽（1322）；进气槽（1322）内转动且密封连接有导气管（1323），导气管（1323）与空气加热器（14）连通；所述尿素预处理机构（12）包括壳体（120）、固定连接于壳体（120）底部的抬升架体（122）、固定连接于壳体（120）内的预处理罐（121）、设置于预处理罐（121）内用于搅拌尿素的搅拌器（123）、连通于预处理罐（121）顶部的原料尿素添加罐（128）、连通于原料尿素添加罐（128）和预处理罐（121）用于控制原料尿素添加速度的调速阀（129）、固定连接于壳体（120）内且位于预处理罐（121）下方的出料管道（124）、转动连接于出料管道（124）内用于传输尿素的螺旋输送器（125），搅拌器（123）连通于空气加热器（14）；出料管道（124）与配料装置（11）相连通；预处理罐（121）底部呈漏斗型，预处理罐（121）底部连通有出料管（1211）；出料管（1211）与出料管道（124）连通且位于出料管道（124）上部；搅拌器（123）的结构与搅拌机构（13）相同；所述尿素预处理机构（12）还包括设置于预处理罐（121）的超声波发生器（9）。

2.根据权利要求1所述的一种车用尿素生产工艺，其特征在于：所述过滤装置（2）包括连通于搅拌釜（111）底部的第一输料管（21）、可拆卸连接于第一输料管（21）的微滤过滤芯（22）、连通于第一输料管（21）的第二输料管（23）、可拆卸连接于第二输料管（23）的第一超滤过滤芯（24）、连通于第二输料管（23）的第三输料管（25）、可拆卸连接于第三输料管（25）的第二超滤过滤芯（26）、连通于第三输料管（25）的检查管（27）、连通于检查管（27）周向的检查液出管（28）、连通于检查管（27）的产品储罐（29）、连通于第一输料管（21）和第二输料管（23）的第一连通管（5）和连通于第三输料管（25）和检查管（27）的第二连通管（50），检查管（27）一端连通于第三输料管（25）且另一端连通于产品储罐（29）；第一输料管（21）上沿物料流动方向依次固定连通有第一控制阀（3）、第二控制阀（31），微滤过滤芯（22）位于第一控制阀（3）和第二控制阀（31）之间；第二输料管（23）上沿物料流动方向依次固定连通有第三控制阀（32）、第四控制阀（33），第一超滤过滤芯（24）位于第三控制阀（32）、第四控制阀（33）之间；第三输料管（25）上沿物料流动方向依次固定连通有第五控制阀（34）、第六控制阀（35），第二超滤过滤芯（26）位于第五控制阀（34）、第六控制阀（35）之间；检查管（27）上沿物料流动方向依次固定连通有第七控制阀（36）、第八控制阀（37），检查液出管（28）位于第七控制阀（36）、第八控制阀（37）之间；第一连通管（5）与第一输料管（21）的连接处位于第一控制阀（3）和微滤过滤芯（22）之间，第一连通管（5）与第二输料管（23）的连接处位于第四控制阀（33）和第一超滤过滤芯（24）之间；第二连通管（50）与第三输料管（25）的连接处位于第五控制阀（34）和第二超滤过滤芯（26）之间，第二连通管（50）与检查管（27）的连接处位于第八控制阀（37）和检查液出管（28）之间。

3.根据权利要求2所述的一种车用尿素生产工艺，其特征在于：所述再过滤装置（200）包括连通于检查液出管（28）的中间液料储箱（206）、连通于中间液料储箱（206）的再过滤管（207）、沿液料流动方向设置于再过滤管（207）的第三连通管（209）、第三超滤过滤芯（208），第三连通管（209）与第三输料管（25）连通，第三连通管（209）与第三输料管（25）连接处位于第二超滤过滤芯（26）和第二连通管（50）之间；第三连通管（209）设置有第十六控制阀（2091）；再过滤管（207）一端连通于中间液料储箱（206）且另一端连通于检查管（27），再过滤管（207）与检查管（27）的连接处位于第七控制阀（36）和第六控制阀（35）之间；中间液料储箱（206）内设置有用于吸附金属离子的提纯机构（8）；提纯机构（8）包括固定连接于中间液料储箱（206）内壁的中空外壳（81）和多个填充于中空外壳（81）内的金属离子吸收件（82），金属离子吸收件（82）包括外袋层（83）和填充于外袋层（83）的高分子螯合剂层（84）。

4.根据权利要求3所述的一种车用尿素生产工艺，其特征在于：所述过滤装置（2）上连通有反冲洗机构（7）；反冲洗机构（7）包括与去离子水机（1）出水管相连通的清洗水储箱（71），连通于清洗水储箱（71）的第一增压泵（72）、连通于第一增压泵（72）的冲洗水管（73）和连通于过滤装置（2）的冲洗水回收箱（74）、连通于第一输料管（21）且连通处位于第二控制阀（31）和微滤过滤芯（22）之间的第一冲洗水支管（75）、连通于第二输料管（23）且连通处位于第三控制阀（32）和第一超滤过滤芯（24）之间的第二冲洗水支管（76）、连通于第三输料管（25）且连通处位于第六控制阀（35）和第二超滤过滤芯（26）之间的第三冲洗水支管（77）、连通于第一输料管（21）和第二输料管（23）连接处的第一收集管（78）、连通于第三输料管（25）和检查管（27）连接处的第二收集管（79），第一冲洗水支管（75）连通有第九控制阀（751）；第二冲洗水支管（76）连通有第十控制阀（761）；第三冲洗水支管（77）连通有第十一控制阀（771）；第一冲洗水支管（75）、第二冲洗水支管（76）和第三冲洗水支管（77）皆连通于冲洗水管（73）；第三冲洗水支管（77）与再过滤管（207）连通；第一收集管（78）和第二收集管（79）皆连通于冲洗水回收箱（74）；冲洗水回收箱（74）连通于蓄水装置（10）。

说明书

一种车用尿素生产工艺

技术领域

[0001] 本申请涉及车用尿素生产领域，尤其是涉及一种车用尿素生产工艺。

背景技术

[0002] 目前，SCR方案在国Ⅳ柴油车尾气排放处理系统中具有明显优势，而车用尿素是SCR方案的必需添加剂。车用尿素，其组成成分为32.5％的高纯尿素和67.5％的去离子水。
发动机生产商开始使用SCR技术来达到环保部门的要求。SCR系统包括尿素罐(装载车用尿
素)，SCR催化反应罐。SCR系统的运行过程是：当发现排气管中有氮氧化物时，尿素罐自动喷
出车用尿素，车用尿素和氮氧化物在SCR催化反应罐中发生氧化还原反应，生成无污染的氮
气和水蒸气排出。如果不装载车用尿素、或纯度不够、或质量伪劣，都会发生车辆发动机自
动减速。同时，质量伪劣的车用尿素会污染SCR催化反应罐中的催化剂，造成严重后果。

[0003] 公开号CN106582338A公开了一种车用尿素生产工艺，包括以下步骤：步骤1.下料；将袋装固态尿素倾倒入搅拌箱；步骤2.注水；往搅拌箱内注入超纯水与固态尿素混合形成
尿素溶液；步骤3.搅拌；搅动尿素溶液使之形成旋流；步骤4.排液；待尿素溶液达到预设浓
度后将尿素溶液排出搅拌箱。

[0004] 上述中的现有技术方案存在以下缺陷：袋装固态尿素因起运输和存储的问题，尿素颗粒表层以吸附水分和灰尘，而车用尿素杂质的来源包括原料尿素带入的杂质，采用上
述现有技术制备高纯度车用尿素时，对于提纯工段有较高的要求，且易出现配制车用尿素
不合格需要再提纯的问题，增大的提纯难度和车用尿素成本。

发明内容

[0005] 为了解决上述现有技术提纯难度较高引起的生产成本上升的问题，本申请的目的是提供一种车用尿素生产工艺，具有先进行车用尿素配制前对车用尿素进行预处理，有效
除去原料尿素颗粒表面的杂质离子，降低提纯工段的难度，从而降低生产成本的优点。

[0006] 本申请的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种车用尿素生产工艺，包括以下步骤：

[0007] 步骤1：去离子水机配制去离子水，去离子水的电阻率控制在19‑23MΩ·CM；

[0008] 步骤2：进行步骤1同时对通过尿素预处理机构对原料尿素进行预处理，搅拌原料尿素，周期性向尿素预处理机构中通入温度为20℃‑45℃的氮气，得预处理尿素；

[0009] 步骤3：向配料装置中通入温度为40℃‑60℃的氮气，至排尽搅拌釜内空气；

[0010] 步骤4：向配料装置中加入步骤1中配制的去离子水，加热去离子水至55‑65℃；

[0011] 步骤5：步骤2中的配制预处理尿素以恒定添加速度向配料装置中添加预处理尿素，添加预处理尿素同时持续进行搅拌，持续通入温度为40℃‑60℃的氮气，配制液温度维
持于60±2℃；

[0012] 步骤6：预处理尿素添加完成后，配制液降温至4℃，过滤得到第一提纯料；

[0013] 步骤7：步骤6中的第一提纯料输送至过滤装置，得到待检测液；

[0014] 步骤8：步骤7中的待检测液检测合格，则存储备用；若检测不合格，待检测液流向再过滤装置进行提纯，提纯至检测合格后存储备用。

[0015] 通过采用上述技术方案，通过控制去离子水的质量和对尿素进行预处理得到高纯度的原料尿素进行配制车用尿素，配制过程中又冷却结晶除去了缩二脲，配制的车用尿素
杂质含量相比现有技术少，降低提纯工段的难度，有效降低配制液检测不合格的出现，从而
保证车用尿素质量，降低生产成本。

[0016] 本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述配料装置包括与去离子水机连通的搅拌釜、一体成型于搅拌釜外壁用于控制搅拌釜内液料温度的夹套层、连通于搅拌釜顶
部的尿素进料管、连通于尿素进料管的计量槽、连通于计量槽的尿素预处理机构、连通于搅
拌釜顶部的排空管、设置于搅拌釜用于搅拌液料的搅拌机构和连通于搅拌机构的空气加热
器；搅拌机构包转动连接于搅拌釜的中空转动杆、多根连通于中空转动杆周向的中空搅拌
杆、固定连接于中空转动杆杆端周向的从动齿轮、固定连接于搅拌釜顶部的电机、固定连接
于电机输出轴且可与从动齿轮啮合的主动齿轮，中空搅拌杆设置于搅拌釜内；中空转动杆
周向开设有多个第一散气孔；中空搅拌杆周向开设有多个第二散气孔；中空转动杆位于搅
拌釜外部的杆端同轴开设有与中空搅拌杆内部连通的进气槽；进气槽内转动且密封连接有
导气管，导气管与空气加热器连通。

[0017] 通过采用上述技术方案，溶解车用尿素前，先将经过空气加热器加热的压缩空气持续通入中搅拌釜，再开启将搅拌机构，加速将搅拌釜内空气排出，可降低空气中的杂质混
入配制的车用尿素中；然后送入去离子水于搅拌釜内，夹套层内通入低压蒸汽对去离子水
加热，当去离子水水温度升至60℃时，再通过尿素进料管将原料尿素以一定速度缓缓添加
溶解于去离子水中，得到纯度较高的待提纯车用尿素；经过加热的压缩空气可对液料进行
热补偿，使液温处于60℃左右，保证对原料尿素具有较好的溶解效果，同时加热的压缩空气
加快对液料的搅拌，使得尿素溶解更加快速，提升配制待提纯车用尿素工段的效率。

[0018] 本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述尿素预处理机构包括壳体、固定连接于壳体底部的抬升架体、固定连接于壳体内的预处理罐、设置于预处理罐内用于搅拌
尿素的搅拌器、连通于预处理罐顶部的原料尿素添加罐、连通于原料尿素添加罐和预处理
罐用于控制原料尿素添加速度的调速阀、固定连接于壳体内且位于预处理罐下方的出料管
道、转动连接于出料管道内用于传输尿素的螺旋输送器，搅拌器连通于空气加热器；出料管
道与配料装置相连通；预处理罐底部呈漏斗型，预处理罐底部连通有出料管；出料管与出料
管道连通且位于出料管道上部；空气加热器连通于预处理罐的下部。

[0019] 通过采用上述技术方案，车用尿素中的杂质来源于原料尿素本身和配制过程中带入的杂质，尿素原料通过搅拌器和加热氮气的作用下，除去附着于尿素颗粒上的灰尘杂质
和残余的水分，提升了原料尿素本身的纯净度，从而保证配制车用尿素的质量，降低过滤提
纯工段设备负荷，保障连续化生产的进行，提高车用尿素生产效率。

[0020] 本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤2：进行步骤1同时对通过尿素预处理机构对原料尿素进行预处理，原料尿素添加罐中的原料尿素在调速阀的控制下，
以10‑15kg/min的添加至预处理罐中，持续搅拌添加至预处理罐中的原料尿素，同时以每隔
5‑10s向预处理罐中通入2‑4s温度为20℃‑45℃的氮气，得预处理尿素。

[0021] 通过采用上述技术方案，可有效除去附着于尿素颗粒上的灰尘杂质和残余水分，得到质量较高的预处理尿素。

[0022] 本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述尿素预处理机构还包括设置于预处理罐内壁的超声波发生器。

[0023] 通过采用上述技术方案，超声波对尿素颗粒上附着的粉尘杂质进行进一步的清除，提升对原料尿素的处理效果。

[0024] 本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤2：进行步骤1同时对通过尿素预处理机构对原料尿素进行预处理，原料尿素添加罐中的原料尿素在调速阀的控制下，
以10‑15kg/min的添加至预处理罐中，持续搅拌添加至预处理罐中的原料尿素，同时以每隔
10s向预处理罐中通入4s温度为20℃‑45℃的氮气，通入氮气同时开启超声波发生器，得预
处理尿素。

[0025] 通过采用上述技术方案，通过每隔10s向预处理罐中通入4s温度为20℃‑45℃的氮气，通入氮气同时开启超声波发生器，有效除去附着于尿素颗粒上附着的粉尘杂质；且超声
波会带来能量不可持续通入，间歇开启超声波发生器可避免尿素分解，同时除去搅拌和氮
气无法除去的灰尘杂质，进一步提升原料尿素的质量，降低提纯工段的难度，从而降低生产
成本。

[0026] 本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述过滤装置包括连通于搅拌釜底部的第一输料管、可拆卸连接于第一输料管的微滤过滤芯、连通于第一输料管的第二输料管、
可拆卸连接于第二输料管的第一超滤过滤芯、连通于第二输料管的第三输料管、可拆卸连
接于第三输料管的第二超滤过滤芯、连通于第三输料管的检查管、连通于检查管周向的检
查液出管、连通于检查管的产品储罐、连通于第一输料管和第二输料管的第一连通管和连
通于第三输料管和检查管的第二连通管，检查管一端连通于第三输料管且另一端连通于产
品储罐；第一输料管上沿物料流动方向依次固定连通有第一控制阀、第二控制阀，微滤过滤
芯位于第一控制阀和第二控制阀之间；第二输料管上沿物料流动方向依次固定连通有第三
控制阀、第四控制阀，第一超滤过滤芯位于第三控制阀、第四控制阀之间；第三输料管上沿
物料流动方向依次固定连通有第五控制阀、第六控制阀，第二超滤过滤芯位于第五控制阀、
第六控制阀之间；检查管上沿物料流动方向依次固定连通有第七控制阀、第八控制阀，检查
液出管位于第七控制阀、第八控制阀之间；第一连通管与第一输料管的连接处位于第一控
制阀和微滤过滤芯之间，第一连通管与第二输料管的连接处位于第四控制阀和第一超滤过
滤芯之间；第二连通管与第三输料管的连接处位于第五控制阀和第二超滤过滤芯之间，第
二连通管与检查管的连接处位于第八控制阀和检查液出管之间。

[0027] 通过采用上述技术方案，车用尿素先进入第一输料管经过微滤过滤芯进行初步过滤粒径相对较大固体颗粒和细菌，再经过第一超滤过滤芯和第二超滤过滤芯进一步除去物
料中胶体级微粒杂质、病毒，从检查液出管收集经过超滤的物料，合格则流向产品储罐储存
备用，若检测不合格，流向再过滤装置，进行再过滤直至物料检测合格，有效保证车用尿素
的质量。

[0028] 本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述再过滤装置包括连通于检查液出管的中间液料储箱、连通于中间液料储箱的再过滤管、沿液料流动方向设置于再过滤管的
第三连通管、第三超滤过滤芯，第三连通管与第三输料管连通，第三连通管与第三输料管连
接处位于第二超滤过滤芯和第二连通管之间；第三连通管设置有第十六控制阀；再过滤管
一端连通于中间液料储箱且另一端连通于检查管，再过滤管与检查管的连接处位于第七控
制阀和第六控制阀之间；中间液料储箱内设置有用于吸附金属离子的提纯机构；提纯机构
包括固定连接于中间液料储箱内壁的中空外壳和多个填充于中空外壳内的金属离子吸收
件，金属离子吸收件包括外袋层和填充于外袋层的高分子螯合剂层。

[0029] 通过采用上述技术方案，检测不合格的物料进入中间液料储箱，通过再过滤管的第三超滤过滤芯进行再次过滤提纯，直至滤液符合检测标准，保证了整体连续化生产车用
尿素；同时反冲洗机构可对洗第三超滤过滤芯进行单独清洗，保证第三超滤过滤芯的过滤
效果，缩短了第三超滤过滤芯的清洗时间，提升车用尿素的生产效率。

[0030] 本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述过滤装置上连通有反冲洗机构，反冲洗机构包括与去离子水机出水管相连通的清洗水储箱，连通于清洗水储箱的第一增压
泵、连通于第一增压泵的冲洗水管和连通于过滤装置的冲洗水回收箱、连通于第一输料管
且连通处位于第二控制阀和微滤过滤芯之间的第一冲洗水支管、连通于第二输料管且连通
处位于第三控制阀和第一超滤过滤芯之间的第二冲洗水支管、连通于第三输料管且连通处
位于第六控制阀和第二超滤过滤芯之间的第三冲洗水支管、连通于第一输料管和第二输料
管连接处的第一收集管、连通于第三输料管和检查管连接处的第二收集管，第一冲洗水支
管连通有第九控制阀；第二冲洗水支管连通有第十控制阀；第三冲洗水支管连通有第十一
控制阀；第三冲洗水支管与再过滤管连通；第一冲洗水支管、第二冲洗水支管和第三冲洗水
支管皆连通于冲洗水管；第一收集管和第二收集管皆连通于冲洗水回收箱；冲洗水回收箱
连通于蓄水装置。

[0031] 通过采用上述技术方案，利用第一增压泵将清洗水储箱中的去离子水反冲洗微滤过滤芯、第一超滤过滤芯、第二超滤过滤芯和第三超滤过滤芯，起到的快速清洗微滤过滤
芯、第一超滤过滤芯、第二超滤过滤芯和第三超滤过滤芯，节约了对微滤过滤芯、第一超滤
过滤芯、第二超滤过滤芯和第三超滤过滤芯的清洗时间，从而提升了车用尿素的生产效率。

[0032] 本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述所述步骤3：向配料装置中通入温度为40℃‑60℃的氮气，同时开启搅拌机构搅拌，至排尽搅拌釜内空气；步骤5：步骤2中的配
制预处理尿素以恒定添加速度向配料装置中添加预处理尿素，添加预处理尿素同时持续进
行搅拌，搅拌转速与配液的浓度呈反比，持续通入温度为60℃的氮气，配制液温度维持于60
±2℃；步骤6：预处理尿素添加完成后，停止搅拌且降低氮气通入量，通入量为步骤5中氮气
通入量的四分之一，配制液降温至4℃，过滤得到第一提纯料。

[0033] 通过采用上述技术方案，步骤3中同时开启搅拌机构搅拌是为了加速除去拌釜内空气同时除去搅拌机构表层的粘附的灰尘，从而进一步保证预处理尿素的质量；步骤5中搅
拌转速与配液的浓度呈反比是为了避免随着配制液浓度过大因搅拌出现结晶的问题，保证
配制效率；步骤6中停止搅拌且降低氮气通入量，通入量为步骤5中氮气通入量的四分之一
是为了保证缩二脲能结晶析出，除去配制尿素中的缩二脲，保证第一提纯料的质量。

[0034] 综上所述，本申请包括以下有益技术效果：

[0035] 1.本申请先进行车用尿素配制前对车用尿素进行预处理，有效除去原料尿素颗粒表面的杂质离子，降低提纯工段的难度，从而降低生产成本的优点。

[0036] 2.通过尿素预处理机和气源为氮气的空气加热器，本申请从车用尿素中的杂质源头，降低杂质混入配制的车用尿素中，提升配制车用尿素的质量，降低过滤提纯工段设备负
荷，保障连续化生产的进行，提高车用尿素生产效率。

[0037] 3.本申请中再过滤时无需将原料打回配料装置重新完整通过过滤装置，仅须将检测不合格的原料通入再过滤装置进行再提纯，保证了车用尿素的连续化生产，提升车用尿
素的生产效率。

附图说明

[0038] 图1是本申请的整体结构示意图；

[0039] 图2是本申请的尿素预处理机构结构示意图；

[0040] 图3是本申请的过滤装置、再过滤装置和反冲洗机构的结构示意图；

[0041] 图4是图3中A处的局部放大图；

[0042] 图5是检测装置的结构示意；

[0043] 图6是蓄水装置的结构示意图；

[0044] 图7是提纯机构的结构示意图。

[0045] 图中，1、去离子水机；10、蓄水装置；101、蓄水箱；102、回收水管；103、自来水进管；104、第一聚丙烯微滤折叠滤芯；105、第二聚丙烯微滤折叠滤芯；11、配料装置；110、稳定基
座；111、搅拌釜；112、夹套层；113、尿素进料管；114、计量槽；115、排空管；12、尿素预处理机
构；120、壳体；121、预处理罐；1211、出料管；122、抬升架体；123、搅拌器；124、出料管道；
125、螺旋输送器；126、尿素进管；127、排气管；128、原料尿素添加罐；129、调速阀；13、搅拌
机构；131、中空转动杆；1311、第一散气孔；132、中空搅拌杆；1321、第二散气孔；1322、进气
槽；1323、导气管；133、从动齿轮；134、电机；135、主动齿轮；14、空气加热器；2、过滤装置；
20、检测装置；200、再过滤装置；201、密度测定仪；202、碱度测定仪；203、折光度测定仪；
204、金属离子分析仪；205、集中显示屏；206、中间液料储箱；207、再过滤管；208、第三超滤
过滤芯；209、第三连通管；2091、第十六控制阀；21、第一输料管；22、微滤过滤芯；23、第二输
料管；24、第一超滤过滤芯；25、第三输料管；26、第二超滤过滤芯；27、检查管；28、检查液出
管；281、中储箱；29、产品储罐；3、第一控制阀；31、第二控制阀；32、第三控制阀；33、第四控
制阀；34、第五控制阀；35、第六控制阀；36、第七控制阀；37、第八控制阀；4、第二增压泵；41、
前输料管；42、透明观察管；43、第一压力表；5、第一连通管；51、第十四控制阀；50、第二连通
管；501、第十五控制阀；7、反冲洗机构；71、清洗水储箱；72、第一增压泵；73、冲洗水管；74、
冲洗水回收箱；75、第一冲洗水支管；751、第九控制阀；76、第二冲洗水支管；761、第十控制
阀；77、第三冲洗水支管；771、第十一控制阀；78、第一收集管；781、第十二控制阀；79、第二
收集管；791、第十三控制阀；8、提纯机构；81、中空外壳；811、透水孔；82、金属离子吸收件；
821、上金属离子吸收件；822、中金属离子吸收件；823、下金属离子吸收件；83、外袋层；84、
高分子螯合剂层；9、超声波发生器。

具体实施方式

[0046] 以下结合附图1‑7对本申请作进一步详细说明。

[0047] 实施例一

[0048] 参照图1，为本申请公开的为了实施车用尿素生产工艺所需的设备，包括去离子水机1，去离子水机1进水处连通有蓄水装置10，去离子水机1出水处连通有用于配制车用尿素
的配料装置11；配料装置11连通有用于提纯车用尿素的过滤装置2；过滤装置2上沿液体流
动方向连通有检测装置20和用于过滤检测不合格车用尿素的再过滤装置200；过滤装置2连
通有产品储罐29；过滤装置2上连通有与蓄水装置10连通的反冲洗机构7。

[0049] 参照图2，配料装置11包括与去离子水机1出水处连通的搅拌釜111，为了保证去离子水的质量去离子水机1和搅拌釜111连通的管道上安装有电导率仪，用于检测去离子水的
电导率。搅拌釜111的底壁出料管上安装聚丙烯微滤折叠滤芯对结晶的缩二脲进行过滤；搅
拌釜111底部固定连有稳定基座110；搅拌釜111外壁形成有用于控制搅拌釜111内液料温度
的夹套层112，可通过控制加入换热介质的温度来控制车用尿素配制时的温度，本申请在配
制过程中用低压蒸气对配制的车用尿素进行加热，配至时水温控制在60℃，便于尿素溶解。
搅拌釜111顶部固定连通有用于添加已定量尿素的尿素进料管113，为了保证尿素添加准确
性，可在尿素进料管113上连通计量槽114，尿素进料管113安装有电磁阀，对尿素进行定量。
计量槽114固定连有尿素预处理机构12，尿素预处理机构12的目的是除去尿素上的灰尘和
尿素中含有的水气，保证配制车用尿素的质量，减少过滤装置2负荷。搅拌釜111顶部连通有
排空管115、搅拌釜111设置有用于搅拌液料的搅拌机构13；搅拌机构13连通有用于对液料
进行补偿加热的空气加热器14，空气加热器14还可以起到增强搅拌的作用。

[0050] 参照图2，搅拌机构13包转动连接于搅拌釜111的中空转动杆131，中空转动杆131周向开设有多个第一散气孔1311；中空转动杆131周向螺纹连通有多根中空搅拌杆132，中
空搅拌杆132周向开设有多个第二散气孔1321；中空搅拌杆132位于搅拌釜111内；中空转动
杆131杆端周向固定连接有位于搅拌釜111外壁的从动齿轮133，搅拌釜111顶部固定连接有
驱动中空转动杆131转动的电机134，电机134输出轴固定连接有与从动齿轮133啮合的主动
齿轮135；中空转动杆131位于搅拌釜111外部的杆端同轴开设有与中空搅拌杆132内部连通
的进气槽1322；进气槽1322内转动且密封连接有导气管1323，导气管1323与空气加热器14
连通，空气加热器14的气源为氮气，搅拌釜111进料前，先通入加热的氮气，将内部的空气排
尽，可有效降低因空气中带有的杂质溶于配制的车用尿素中导致的过滤难度，提升车用尿
素生产效率。

[0051] 参照图2，尿素预处理机构12包括壳体120，壳体120底部固定连接有抬升架体122，将尿素预处理机构12的位置升至计量槽114上部；壳体120内固定连接有预处理罐121，预处
理罐121内设置有用于搅拌尿素的搅拌器123，搅拌器123的结构与搅拌机构13相同。预处理
罐121固定连通有尿素进管126，预处理罐121顶部固定连通有排气管127；预处理罐121顶部
的尿素进管126固定连通有原料尿素添加罐128，原料尿素添加罐128和预处理罐121之间的
管道上安装有用于控制原料尿素添加速度的调速阀129，调速阀129为电磁阀。壳体120内固
定连接有位于预处理罐121下方的出料管道124；出料管道124内转动连接有用于传输尿素
的螺旋输送器125，出料管道124与计量槽114相连通；预处理罐121底部呈漏斗型，预处理罐
121底部连通有出料管1211；出料管1211与出料管道124连通且位于出料管道124上部。壳体
120外壁固定连接有与预处理罐121连通的超声波发生器9，超声波发生器9位于预处理罐
121下部一侧。

[0052] 参照图3，过滤装置2包括连通于搅拌釜111底部的第一输料管21，第一输料管21螺纹密封有微滤过滤芯22，第一输料管21上沿物料流动方向依次固定连通有第一控制阀3、第
二控制阀31，微滤过滤芯22位于第一控制阀3和第二控制阀31之间。

[0053] 参照图3，第一输料管21连通有第二输料管23，第二输料管23螺纹密封有第一超滤过滤芯24，第二输料管23上沿物料流动方向依次固定连通有第三控制阀32、第四控制阀33，
第一超滤过滤芯24位于第三控制阀32、第四控制阀33之间。

[0054] 参照图3，第二输料管23连通有第三输料管25，第三输料管25螺纹密封有第二超滤过滤芯26，第三输料管25上沿物料流动方向依次固定连通有第五控制阀34、第六控制阀35，
第二超滤过滤芯26位于第五控制阀34、第六控制阀35之间。

[0055] 参照图3，参照图1，第三输料管25连通有检查管27，检查管27连通有产品储罐29，检查管27一端连通于第三输料管25且另一端连通于产品储罐29；检查管27周向连通有检查
液出管28；检查管27上沿物料流动方向依次固定连通有第七控制阀36、第八控制阀37，检查
液出管28位于第七控制阀36、第八控制阀37之间。为了维修管理，第一输料管21、第二输料
管23、第三输料管25和检查管27可通过架体进行固定。

[0056] 参照图3，第一输料管21和第二输料管23之间连通有第一连通管5，第一连通管5上连通有第十四控制阀51；第一连通管5与第一输料管21的连接处位于第一控制阀3和微滤过
滤芯22之间，第一连通管5与第二输料管23的连接处位于第四控制阀33和第一超滤过滤芯
24之间。第三输料管25和检查管27之间连通有第二连通管50，第二连通管50上连通有第十
五控制阀501；第二连通管50与第三输料管25的连接处位于第五控制阀34和第二超滤过滤
芯26之间，第二连通管50与检查管27的连接处位于第八控制阀37和检查液出管28之间。

[0057] 参照图3，为了保证过滤装置2的液压，获得较好的过滤效果，搅拌釜111和第一输料管21之间连通有第二增压泵4；第二增压泵4和搅拌釜111之间连通有前输料管41；第二增
压泵4和第一输料管21之间连通有透明观察管42；透明观察管42固定连通有第一压力表43。

[0058] 参照图3，结合图5，检测装置20包括沿液料流动方向依次连通于检查管27的密度测定仪201、碱度测定仪202、折光度测定仪203和金属离子分析仪204,密度测定仪201信号
端通过导线连接的密度显示器、碱度测定仪202通过导线的连接的碱度显示器、折光度测定
仪203通过导线连接的折光度显示器和金属离子分析仪204通过导线连接的金属离子参数
显示器相互连接形成有集中显示屏205。

[0059] 参照图3，结合图4，再过滤装置200包括连通于检查液出管28的中间液料储箱206，中间液料储箱206连通有再过滤管207；再过滤管207沿液料流动方向设置有前电磁阀、与第
三输料管25连通的第三连通管209、用于过滤提纯的第三超滤过滤芯208和后电磁阀；第三
连通管209与第三输料管25连接处位于第二超滤过滤芯26和第二连通管50之间；第三连通
管209安装有第十六控制阀2091；再过滤管207一端连通于中间液料储箱206且另一端连通
于检查管27，再过滤管207与检查管27的连接处位于第七控制阀36和第六控制阀35之间。结
合图7；中间液料储箱206内设置有用于吸附金属离子的提纯机构8；提纯机构8包括固定连
接于中间液料储箱206内壁的中空外壳81，中空外壳81上下表面开设有与内部连通的透水
孔811；中空外壳81内填充内三个金属离子吸收件82，金属离子吸收件82分为上金属离子吸
收件821、中金属离子吸收件822、下金属离子吸收件823且三者结构相同，金属离子吸收件
82包括外袋层83，外袋层83采用中空纤维制备而成；外袋层83填充有高分子螯合剂层84，其
中上金属离子吸收件821和下金属离子吸收件823的高分子螯合剂层84为冠醚型螯合树脂，
用于吸附碱金属离子，中金属离子吸收件822的高分子螯合剂层84为多氨基型螯合树脂，用
于吸附重金属离子。

[0060] 参照图3，反冲洗机构7包括与去离子水机1出水管相连通的清洗水储箱71，清洗水储箱71连通有第一增压泵72，第一增压泵72连通有冲洗水管73，过滤装置2连通有用于回收
反冲洗水体的冲洗水回收箱74，冲洗水管73一端连通于第一增压泵72且另一端连通于过滤
装置2，冲洗水回收箱74连通于蓄水装置10；中间液料储箱206与冲洗水回收箱74连通，当车
用尿素配检测不合格且无法通过再过滤得到合格产品时，将中间液料储箱206物料泵入冲
洗水回收箱74。

[0061] 参照图3，反冲洗机构7还包括连通于第一输料管21且连通处位于第二控制阀31和微滤过滤芯22之间的第一冲洗水支管75，第一冲洗水支管75连通有第九控制阀751；第二输
料管23连通有第二冲洗水支管76，第二冲洗水支管76连通有第十控制阀761；第二冲洗水支
管76与第二输料管23的连通处位于第三控制阀32和第一超滤过滤芯24之间；第三输料管25
连通有第三冲洗水支管77，第三冲洗水支管77连通有第十一控制阀771；第三冲洗水支管77
与第三输料管25的连通处位于第六控制阀35、第二超滤过滤芯26之间，第一冲洗水支管75、
第二冲洗水支管76和第三冲洗水支管77皆连通于冲洗水管73。再过滤管207与第三冲洗水
支管77通过管道连通，管道安装电磁阀；两者的连通处位于第三超滤过滤芯208和再过滤管
207下游电磁阀之间。

[0062] 参照图3，第一输料管21和第二输料管23连接处通过三通管连通有第一收集管78，第一收集管78上连通有第十二控制阀781；第三输料管25和检查管27连接处通过三通管连
通有第二收集管79，第二收集管79上连通有第十三控制阀791；第一收集管78和第二收集管
79皆连通于冲洗水回收箱74。第一控制阀3、第二控制阀31、第三控制阀32、第四控制阀33、
第五控制阀34、第六控制阀35、第七控制阀36、第八控制阀37、第九控制阀751、第十控制阀
761、第十一控制阀771、第十二控制阀781、第十三控制阀791、第十四控制阀51、第十五控制
阀501、第十六控制阀2091皆为电磁阀。

[0063] 参考图5，结合图2，蓄水装置10包括蓄水箱101，蓄水箱101连通有回收水管102、回收水管102上安装有第二聚丙烯微滤折叠滤芯105；蓄水箱101连通有自来水进管103，自来
水进管103上安装有第一聚丙烯微滤折叠滤芯104。

[0064] 本申请的一种车用尿素生产工艺：包括以下步骤：

[0065] 步骤1：先将冲洗水回收箱74的回收水通过回收水管102泵入蓄水箱101，泵入蓄水箱101时经过第二聚丙烯微滤折叠滤芯105过滤，同时自来水进管103水体通过自来水进管
103泵入蓄水箱101，泵入蓄水箱101时经过第一聚丙烯微滤折叠滤芯104过滤，通过电导率
仪检测去离子水的电阻率，当去离子水的电阻率控制在19MΩ·CM时输入蓄水箱101，得到
备用水体储；

[0066] 步骤2：进行步骤1同时对通过尿素预处理机构12对原料尿素进行预处理，原料尿素添加罐128中的原料尿素在调速阀129的控制下，以10‑15kg/min的速度添加至预处理罐
121中，开启搅拌器123持续搅拌添加至预处理罐121中的原料尿素，同时空气加热器14工
作，以每隔10s向预处理罐121中通入4s温度为40℃的氮气，通入氮气同时开启超声波发生
器9发出频率为25kHZ的超声波，从而得预处理尿素；

[0067] 步骤3：向搅拌釜111中中通入温度为45℃的氮气，持续通入10min，排尽搅拌釜2内的空气；

[0068] 步骤4：向搅拌釜111中加入步骤1中配制的去离子水，夹套层112内通入低压蒸汽，持续通入加热氮气和搅拌，加热去离子水至60℃；

[0069] 步骤5：步骤2中的配制预处理尿素以12.5kg/min的速度向搅拌釜111中添加预处理尿素，添加预处理尿素，同时开启搅拌机构13持续进行搅拌，开启空气加热器14持续通入
温度为60℃的氮气，配制液温度维持于60±2℃范围内；

[0070] 步骤6：停止向夹套层112内通入低压蒸汽，改为通入冷却水，对配制液进行降温，降至4℃，向夹套层112内4℃的水体维持配制液的温度为4℃，使得配制液中的缩二脲结晶，
流经搅拌釜111的底壁出料管上的聚丙烯微滤折叠滤芯，对结晶的缩二脲进行过滤，得到第
一提纯料；

[0071] 步骤7：将步骤6中的待提纯车用尿素依次通过微滤过滤芯22、第一超滤过滤芯24和第二超滤过滤芯26，除去车用尿素中的杂质，得到待检测液；

[0072] 步骤8：步骤7中的待检测液经过密度测定仪201、碱度测定仪202、折光度测定仪203和金属离子分析仪204检测，检测合格则流向产品储罐29存储备用；

[0073] 步骤9：若检测不合格，则关闭第八控制阀37开启，使得不合格的物料流向中间液料储箱206，中间液料储箱206物料泵向再过滤管207，在第三超滤过滤芯208作用下进行再
过滤，经过过滤的物料流向密度测定仪201、碱度测定仪202、折光度测定仪203和金属离子
分析仪204检测进行这再次检测；

[0074] 步骤:10，重复步骤9的操作，直至物料检测合格，流向产品储罐29存储备用。

[0075] 本申请中实施车用尿素生产工艺的生产设备可实现自我清洁：

[0076] 步骤1：关闭第一控制阀3，第二控制阀31，第四控制阀33，开通第十二控制阀781、第十四控制阀51和第九控制阀751，开启第一增压泵72，将清洗水储箱71中的去离子水抽向
第一输料管21，对微滤过滤芯22进行反冲洗，冲洗水经过第一超滤过滤芯24流向第一收集
管78，回收于冲洗水回收箱74，完成对微滤过滤芯22的清洗；

[0077] 步骤2：关闭第三控制阀32、第七控制阀36，开通第四控制阀33、第五控制阀34、第六控制阀35、第十控制阀761和第十三控制阀791，开启第一增压泵72，将清洗水储箱71中的
去离子水抽向第二输料管23，对第一超滤过滤芯24进行反冲洗，冲洗液流向第三输料管25，
流经第二超滤过滤芯26流向第二收集管79，回收于冲洗水回收箱74，完成对第一超滤过滤
芯24的清洗；

[0078] 步骤3：关闭第五控制阀34、第六控制阀35、第八控制阀37、检查液出管28上的阀门和再过滤管207上的电磁阀，开启第十五控制阀501、第七控制阀36、第十三控制阀791和第
十一控制阀771，开启第一增压泵72，将清洗水储箱71中的去离子水抽向第三输料管25，对
第二超滤过滤芯26进行反冲洗，冲洗液流向检查管27，流向第二收集管79，回收于冲洗水回
收箱74，完成对第二超滤过滤芯26的清洗。

[0079] 步骤4：关闭检查液出管28上的阀门和再过滤管207上位于物料流动方向下游的电磁阀，开启连通再过滤管207和第三冲洗水支管77管道上的电磁阀、再过滤管207上位于物
料流动方向上游的电磁阀，开启第一增压泵72，将清洗水储箱71中的去离子水抽向再过滤
管207，对第三超滤过滤芯208进行反冲洗，冲洗液流向中间液料储箱206，再流于冲洗水回
收箱74，完成对第三超滤过滤芯208的清洗。

[0080] 实施例二

[0081] 实施例二与实施例一的区别在于：对原料进行预处理中，仅进行搅拌，未对预处理罐121中通入氮气。

[0082] 实施例三

[0083] 实施例三与实施例一的区别在于：对原料进行预处理中，仅对预处理罐121中通入氮气，未进行搅拌。

[0084] 实施例四

[0085] 实施例四与实施例一的区别在于：尿素预处理机构上未设置超声波发生器9，对原料进行预处理中，未对预处理罐121中的尿素进行超声波处理。

[0086] 对比例一

[0087] 对比例一与实施例一的区别在于：未设置尿素预处理机构12，生产车用尿素时，未对原料进行预处理。

[0088] 检测方法：按照实施例一到四和对比例一中的工艺分别配制十釜配制液，分别采集实施例一到四和对比例一中再搅拌釜111中完成配制的液料，分别用密度测定仪201、碱
度测定仪202、折光度测定仪203和金属离子分析仪204检测，取测试平均值制成表1。

[0089] 表1是实施例一到四和对比例一中采集的液料参数

[0090]

[0091]

[0092] 根据表1可知，预处理时以10‑15kg/min的速度添加至预处理罐121中，开启搅拌器123持续搅拌添加至预处理罐121中的原料尿素，同时空气加热器14工作，以每隔10s向预处
理罐121中通入4s温度为40℃的氮气，通入氮气同时开启超声波发生器9发出频率为25kHZ
的超声波，可得到纯度较高的预处理尿素，可降低提纯工段的难度，提升车用尿素生产效
率。

[0093] 本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之
内。