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车用尿素技术介绍

2015年09月22日

车用尿素技术介绍

一、尿素概述
1、尿素的分子结构 尿素学名为碳酰胺。分子量为60.06,氮含量为46.65% 尿素存在于人类和哺乳动物的尿液中,是蛋白质新陈代 谢后元素氮的最终产物
2、物理性质 纯尿素为无色、无味结晶体 常压下熔点132.7℃、密度为1.355g/cm3 20℃尿素饱和水溶液密度为1.146 g/cm3 尿素易吸湿
3、化学性质 加热尿素水溶液温度高于130℃时,尿素直接水解 为氨和二氧化碳。 NH22CO +H2O → 2NH3 + CO2 (此被用于车用)
二、国内外车用尿素标准:
1、目前车用尿素溶液的标准主要有:
 国际标准化组织:ISO 22241-1:2006 日本标准:JIS K 2247-12005 德国标准:DIN 70070 :2005 国内  中国标准:GB29518-2013
2、国内外标准对比分析:
 国家标准综合了国外3个标准的要求,与日本标准较接近,同时增加了氯化物的要求.

三、各成分技术指标确定说明:
1、尿素含量  尿素含量直接影响NOx的催化效率和 尿素溶液的凝固点。在SCR还原系统中, 尿素溶液的浓度是关键因素之一,过高 或过低的浓度不仅不能提高NOx的转化效 率,反而会造成氨气的滑失(由于过高 NH3/NOx比造成的氨气漏失),形成二 次污染物氨气。 欧洲大部分柴油车生产商倾向于使 用尿素浓度为32.5%的尿素水溶液作为还 原剂,还因为此浓度的车用尿素溶液结 晶点最低  尿素溶液浓度与结晶点的对应关系图
浓度与密度的关系
2、密度: 车用尿素 溶液密度与浓度密切相关,在 一定温度下尿素溶液的浓度与密度具有一一 对应的关系,且随浓度增大而增大。检测密度有助于辅助验证车用尿素溶液 的浓度.

3、折光率: 车用尿素溶液密度与折光率也密切相 关,与密度类似,在一定温度下尿素溶液的 折光率与浓度也有着一一对应的关系,且随 浓度增大而增大。测量折光率有 助于进一步辅助验证车用尿素溶液的浓度和 质量。利用标准尿素溶液及样品的折光率可 计算尿素溶液浓度。
4、碱度 尿素在酸、碱、酶作用下(酸、碱需加热)能水解产生氨,碱度太高 说明部分尿素不纯或已经分解,该项指标控制的是尿素中氨的含量。

 5、缩二脲 尿素的生产过程中会产生副产物缩二脲,其次,若存储不当,尿素溶 液易缩合为缩二脲。缩二脲做为尿素溶液中的杂质,应该严格控制。 

6、不溶物 不溶物是尿素溶液中的不溶于水的杂质,其存在对尿素溶液的输液管 道和喷嘴具有堵塞的危害。
7、醛类(以HCHO计) 甲醛作为车用尿素溶液的杂质,也应当加以严格控制。
8、磷酸盐 磷及磷酸盐由于能使Urea-SCR系统的催化剂中毒失活,因此需严格控制。 9)、金属离子(钙、铁、铜、锌、铬、镍、镁、钠、钾、铝) 金属离子(钙、铁、铜、锌、铬、镍、镁、钠、钾、铝)作为车用尿素 中的杂质,对SCR系统的催化剂具有毒害作用,影响SCR还原的转化效率,应该严格控制.

四、国内测试方法与ISO 22241-2:2006的对比:
国内检测方法采用燃烧技术通过用氮素测定议测定氮含量后,转换成尿素含量 样品加硫酸后反应产生硫酸铵,赶尽二氧化碳,加入中性 。通过折射率与浓度的关系,通过测定标准尿素溶液和样品溶液 甲醛,形成六次甲基四胺盐和氢离子,用酚酞做指示剂, 的折射率计算尿素溶液的浓度。 氢氧化钠标液滴定。 0.05g样品,加100mL蒸馏水,用盐酸标液滴定至PH5.7,计算氨 25g样品溶液,加水及甲基红指示液,用盐酸标液滴定, 含量。 计算氨含量。  0.8mg/mL 的标液( 2,5,10,15,20,25  mL, 分别加入 10ml 酒石酸钾 钠及10ml硫酸铜保温15 分钟,用分光光度计在550nm测定,做工 ISO22241-2方法一致 作曲线,然后测定样品含量。 5 μ g/ml的甲醛标准0.2,0.5,1,2,5,10  mL, 加水在搅拌下 ,  1mL变色酸溶液和20ml硫酸,565nm用分光光度计测定,做工 化学试剂 分子吸收分光光度法GB/T 9721 作曲线,样品操作同工作曲线的制作。 称量150g样品,加入到预先烘干并称重的过滤器中,真空抽滤, 化学试剂 水不溶物测定通用方法GB/T9738 105℃烘干,冷却后,称重,计算含量。 化学试剂 密度测定通用方法。GB/T611数字密度计测定密 ISO3675液体比重计法和ISO12185U形管法 度和液体相对密度的试验方法ASTM D 4052 化学试剂 折光率测定通用方法。GB/T614 折射计 取含有241020μ g的磷酸盐标液,稀释至40 mL,加入1 mL 10g 样品,灰化,以饱和24-二硝基苯酚为指示剂,滴 抗坏血酸和2 mL钼酸铵,放置20分钟后,在800纳米处,用分光光 加硝酸溶液(13% )至溶液黄色刚刚消失,用GB/T 9727 度计测定。作校正函数。样品经700℃灼烧后,赶尽二氧化碳,操 法进行测定。 作同上。计算磷酸盐含量。 采用ICP 光谱法测定钙、铁、铜、锌、铬、镁、钠、钾、 镍、铝;火焰原子吸收光谱法测定钙、铁、铜、锌、铬、 镁、钠、钾、镍;化学分析法测定铝。 碱度 缩二脲醛类不溶物 密度 折光率 磷酸盐,钙、铁、铜、 锌、铬、镁、 采用ICP 光谱法测定。 钠、钾、镍、 

五、工业、农业尿素标准:
实际生产中分为工业用和农业用两种,根据目前国内尿素等级分类看,无法达到车用尿素要求。车用尿素标准明显高于工 业、农业标准。 车用尿素标准对杂质的要 求要严格的多,但可以通过对 工业尿素的再提纯而获得。
六、国内外车用尿素生产流程:

目前国内车用尿素需求量很少,没有大的化工企业生产,只有小化工企业根据需求在工业 尿素基础上进行提纯处理少量生产,其流程如下: 由于车用尿素为31.8-33.2%的尿素水溶液,因此,车用尿素的生产流程主要包括尿素提纯、 水处理、和配置溶液3个阶段。 

1、尿素提纯流程: 国内车用尿素主要是从工业尿素提纯得来,其主要原理是: 在温度 70-75℃时,尿素在水溶液中发生水解。 在温度 30 ℃以下时,尿素重新从水溶液中结晶出来。 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1.51
工业尿素--- 尿素溶液---水解温度保持70℃---温度降低到30℃以下---尿素再结晶---经脱水处理---车用尿素---底层溶液---回收以普通尿素再销售
2、水处理流程: 车用尿素溶液对杂质控制严格,由于普通自来水含有无机盐、氯化物等其 他微量元素,因此不能直接用来配置车用尿素溶液,必须经过处理达到要求才能用于尿素溶液配制。 由于自来水在生产过程中使用了各种杀菌化学制剂,不宜处理干净,因此, 一般采用深层地下水,经过处理后得到符合要求的软水。
深层底 下水---沙石 过滤---活性炭 过滤--*离子 软化---膜过滤(微滤、 纳米过滤、超滤、 渗析、反渗透、 电渗析)---合格用水
3、配置尿素溶液流程: 根据需要进行计算配比,将适量的软水和提纯后的尿素在容器中经充分混 合溶解,再进行灌装。

 

来源:无锡蓝天梦科技有限公司
无锡蓝天梦科技有限公司
刘春茂
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无锡蓝天梦科技有限公司位于美丽的太湖之滨无锡,从事研发,生产,销售车用尿素溶液,高纯度(提纯)尿素,包装材料、塑料制品等产品专业生产加工的公司。注册资本500万元,拥有技术员工20余人,专业的生产设备十几台,年生产能力达一万吨。公司以品质为本,诚信第一,客户至上为服务理念热枕欢迎国内外客户咨询合作。公司官网:www.lantianmeng.cn传真:051086734508服务热线:13771036278
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