烟气余热利用装置及车载尿素溶液制取设备的制作方法

本实用新型涉及烟气余热利用及车载尿素溶液制取技术领域，具体地说涉及一种烟气余热利用装置及车载尿素溶液制取设备。

背景技术：

柴油机尾气是指柴油发动机燃烧柴油后喷出的尾气，柴油机尾气具有高温的特点，尾气中的热量未得到有效利用，造成能源的浪费。更重要的是，柴油机尾气中含有上百种不同的化合物，这种气体排放物不仅气味怪异，而且令人头昏、恶心，影响人的身体健康。世界卫生组织专家认定柴油机尾气与石棉、砒霜等物质一样，具有高度致癌性。

车用尿素溶液别名柴油机尾气处理液，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，原料为车用尿素专用原料和超纯水。车用尿素是浓度为32.5％且溶剂为超纯水的尿素水溶液，生产原料为车用尿素专用原料和超纯水，其关键点在于原料的纯度。其中，尿素粉是尿素厂家生产的成品，因此，传统尿素溶液工厂主要的工作是制取超纯水，然后和尿素粉融合搅拌，然后罐装包装成成品。

传统尿素溶液工厂生产尿素溶液的工艺如下：自来水→粗滤→石英砂过滤→活性炭过滤→树脂过滤→pe精滤→阴阳离子混床→纯水；纯水(或蒸馏水)→反渗透技术制成超纯水→加入尿素粉搅拌→成品罐装→包装→运输。现有的尿素溶液制备模式存在以下不足：

1、生产成本高：需要工厂车间人工制取超纯水，然后搅拌罐装等繁杂工序；

2、运输成本高：原料运输到工厂，工厂生产成品后运输到加油站等加注点产生很多运输成本；

3、包装成本高：包装需要大量的塑料桶、纸箱、标签等；

4、环境污染：大量的包装对环境造成污染；

5、溶液易被污染：运输、加注的过程中存在污染尿素的风险。

技术实现要素：

针对上述现有技术，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种烟气余热利用装置，利用烟气余热加热自来水制取蒸馏水，制取的蒸馏水可以用于多种用途，有效利用尾气中的热量，解决烟气余热浪费的问题。

本实用新型要解决的技术问题还在于提供一种车载尿素溶液制取设备，利用烟气余热加热自来水制取蒸馏水，然后将尿素粉溶解于该蒸馏水中，制备出车载尿素溶液，以供本车柴油机尾气的处理，解决现有的尿素溶液制备模式存在的生产成本高、运输成本高、包装成本高、环境污染以及溶液易被污染等问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种烟气余热利用装置，包括加热套管、水蒸气管道和蒸馏水收集槽，所述加热套管套设于烟气管道上，所述水蒸气管道竖向设置，且其下端与加热套管连通，水蒸气管道的上端与蒸馏水收集槽的首端连通，所述蒸馏水收集槽上设有泄压口，在泄压口上设有泄压阀。

本实用新型的烟气余热利用装置，在加热套管中加入自来水，高温废气从烟气管道中排出，温度通过加热套管的管壁传给自来水，自来水经加热蒸发，水蒸气通过水蒸气管道输送至蒸馏水收集槽，并在蒸馏水收集槽内经冷却形成蒸馏水，制取的蒸馏水可以用于多种用途。本实用新型利用烟气余热加热自来水制取蒸馏水，有效利用尾气中的热量，解决烟气余热浪费的问题，同时可以为烟气管道降温。泄压阀的设置，可以防止装置内部气压过高引起的安全隐患。

优选的，该烟气余热利用装置还包括原水罐，所述原水罐的出水口与加热套管的进水口连通，原水罐的进水口设有加水管。原水罐的设置，可以为加热套管储备一定的自来水。

优选的，所述原水罐位于加热套管的正上方或斜上方，蒸馏水收集槽的末端与原水罐的顶部分别设有气压平衡孔，两个气压平衡孔之间通过气压平衡管连通。该结构的设置，保证烟气余热利用装置内的气压相同，利用连通器原理，可以使原水罐内的水不需要外力即可直接输送至加热套管中，简化装置结构，节约装置成本。

优选的，所述原水罐上设有液位窗口，液位窗口上设有液位刻度。原水灌上设置液位窗可液位刻度，方便观察加水液位，控制加水量。

优选的，所述蒸馏水收集槽的底部倾斜3°～10°，在蒸馏水收集槽底部最低处设有蒸馏水出口，蒸馏水出口连接蒸馏水管。蒸馏水收集槽的底部倾斜设置并在底部最低处设有蒸馏水出口，可以方便蒸馏水顺利从蒸馏水出口流出并通过蒸馏水管供应至其他装置中。

优选的，所述加热套管和水蒸气管道外壁均设有保温层，加热套管底部设有排水阀。加热套管外壁的保温层可以防止热量散失，进一步节约能量；水蒸气管道外壁的保温层，可以为水蒸气管道保温，防止水蒸气在水蒸气管道中受冷冷凝回流至加热套管中；加热套管底部设排水阀，方便对加热套管进行清洗后将污水从排水阀排水。

本实用新型还提供了一种车载尿素溶液制取设备，包括烟气余热利用装置和尿素溶液制取装置。其中：所述烟气余热利用装置包括加热套管、水蒸气管道和蒸馏水收集槽，所述加热套管套设于烟气管道上，所述水蒸气管道竖向设置，且其下端与加热套管连通，水蒸气管道的上端与蒸馏水收集槽的首端连通，所述蒸馏水收集槽上设有泄压口，在泄压口上设有泄压阀；所述尿素溶液制取装置包括混合搅拌罐、过滤提纯罐及scr系统尿素罐，混合搅拌罐上设有尿素粉加料口，混合搅拌罐的进水口与蒸馏水收集槽底部的蒸馏水出口连通，混合搅拌罐的出水口与过滤提纯罐的进水口通过尿素溶液管连通，尿素溶液管上设有尿素溶液泵，过滤提纯罐的出水口与scr系统尿素罐连通。

本实用新型的车载尿素溶液制取设备，使用时，先向加热套管中加入自来水，向混合搅拌罐内加入尿素粉。柴油机工作时，高温废气从烟气管道中排出，烟气的热量通过加热套管传给自来水，自来水经加热蒸发成水蒸气，水蒸气通过水蒸气管道输送至蒸馏水收集槽，并在蒸馏水收集槽内经冷却形成蒸馏水，蒸馏水通过蒸馏水管送至混合搅拌箱内，利用柴油机工作过程中产生的晃动及振动，将尿素粉充分溶解于蒸馏水中，制成尿素溶液，尿素溶液经过滤提纯罐过滤提纯后，流入scr系统尿素罐，用于处理柴油机尾气。本实用新型利用烟气余热加热自来水制取蒸馏水，有效利用尾气中的热量，解决烟气余热浪费的问题，同时可以为烟气管道降温。本实用新型的车载尿素溶液制取设备，解决了现有的尿素溶液制备模式存在的生产成本高、运输成本高、包装成本高、环境污染以及溶液易被污染等问题，具有能源节约、成本低、无污染、环保等优点。

优选的，还包括原水罐，所述原水罐的出水口与加热套管的进水口连通，原水罐的进水口设有加水管。原水罐的设置，可以为加热套管储备一定的自来水。

优选的，所述原水罐位于加热套管的正上方或斜上方，蒸馏水收集槽的末端与原水罐的顶部分别设有气压平衡孔，两个气压平衡孔之间通过气压平衡管连通。该结构的设置，保证烟气余热利用装置内的气压相同，利用连通器原理，可以使原水罐内的水不需要外力即可直接输送至加热套管中，简化装置结构，节约装置成本。

优选的，所述原水罐上设有液位窗口，液位窗口上设有液位刻度。原水灌上设置液位窗可液位刻度，方便观察加水液位，控制加水量。

优选的，所述蒸馏水收集槽的底部倾斜3°～10°，在蒸馏水收集槽底部最低处设有蒸馏水出口，蒸馏水出口连接蒸馏水管。蒸馏水收集槽的底部倾斜设置并在底部最低处设有蒸馏水出口，可以方便蒸馏水顺利从蒸馏水出口流出并通过蒸馏水管供应至其他装置中。

优选的，所述加热套管和水蒸气管道外壁均设有保温层，加热套管底部设有排水阀。加热套管外壁的保温层可以防止热量散失，进一步节约能量；水蒸气管道外壁的保温层，可以为水蒸气管道保温，防止水蒸气在水蒸气管道中受冷冷凝回流至加热套管中；加热套管底部设排水阀，方便对加热套管进行清洗后将污水从排水阀排水。

优选的，该车载尿素溶液制取设备还包括智能控制装置，所述智能控制装置包括控制器、设于混合搅拌罐内的液位计i、设于scr系统尿素罐内的液位计ii、设于原水罐内的液位计iii、设于驾驶室内的加水报警器及设于蒸馏水管上的电磁阀，控制器的信号输入端分别与液位计i、液位计ii及液位计iii电性连接，控制器的信号输出端分别与尿素溶液泵、加水报警器及设于蒸馏水管上的电磁阀电性连接。增设智能控制，可以通过控制器为各个液位计设置预定值，当混合搅拌罐内的液位计i的测量液位达到设定最大值时，控制器控制关闭设于连通蒸馏水管道上的电磁阀，停止向混合搅拌罐内加入蒸馏水；当scr系统尿素罐内的液位计ii的测量液位低于最低设定值时，控制器控制尿素溶液泵工作，将混合搅拌罐中的尿素溶液泵入过滤提纯罐中经过滤提纯后供应至及scr系统尿素罐；当原水罐内的液位计iii的测量液位低于最低设定值时，控制器控制加水报警器报警，提示工作人员需要加注自来水。

优选的，所述尿素溶液制取装置还包括通过蒸馏水管顺次连通并设于蒸馏水收集槽下方的蒸馏水储存罐、蒸馏水泵及过滤罐，蒸馏水储存罐的进水口与蒸馏水收集槽底部的蒸馏水出口通过蒸馏水管连通，过滤罐的出水口与蒸馏水储存罐的进水口通过蒸馏水管连通，所述蒸馏水泵与控制器的信号输出端电性连接。该结构的设置，便于先将制备好的蒸馏水储存至蒸馏水储存罐内，当混合搅拌罐内的液位计i的测量液位低于设定最小值时，将信号发送至控制器，由控制器控制蒸馏水泵工作，将蒸馏水储存罐内的水泵入过滤罐经过滤后再送至混合搅拌罐内，当液位计i的测量液位达到设定最大值时，由控制器控制蒸馏水泵停止工作。

优选的，所述混合搅拌罐和蒸馏水储存罐的顶部分别设有气压平衡口，在气压平衡口上设有过滤防尘网，所述混合搅拌罐内设有搅拌器，搅拌器与电机连接，电机与电机控制阀电性连接。气压平衡口的设置，为混合搅拌罐通气，使得混合搅拌罐内的气压保持在常压，便于液体向混合搅拌罐注入或从混合搅拌罐流出，气压平衡口上设有过滤防尘网，防止外界的灰尘进入混合搅拌罐中，污染混合搅拌罐中的尿素溶液；此外，通过电机驱动搅拌器可以使得尿素粉快速、均匀的溶解于蒸馏水中，由电机控制阀控制电机的通断，可以将电机控制阀安装于任何方便错做的位置，比如驾驶室内，方便对电机的控制操作。

工作原理：

本实用新型的烟气余热利用装置，使用时，在加热套管中加入自来水，高温废气从烟气管道中排出，温度通过加热套管的管壁传给自来水，自来水经加热蒸发，水蒸气通过水蒸气管道输送至蒸馏水收集槽，并在蒸馏水收集槽内经冷却形成蒸馏水，制取的蒸馏水可以用于多种用途。

本实用新型的车载尿素溶液制取设备，使用时，先向加热套管中加入自来水，向混合搅拌罐内加入尿素粉。柴油机工作时，高温废气从烟气管道中排出，烟气的热量通过加热套管传给自来水，自来水经加热蒸发成水蒸气，水蒸气通过水蒸气管道输送至蒸馏水收集槽，并在蒸馏水收集槽内经冷却形成蒸馏水，蒸馏水通过蒸馏水管送至混合搅拌箱内，利用柴油机工作过程中产生的晃动及振动，或者利用搅拌器搅拌，将尿素粉充分溶解于蒸馏水中，制成尿素溶液，尿素溶液经过滤提纯罐过滤提纯后，流入scr系统尿素罐，用于处理柴油机尾气。本实用新型利用烟气余热加热自来水制取蒸馏水，有效利用尾气中的热量，解决烟气余热浪费的问题，同时可以为烟气管道有效降温。

有益效果：

本实用新型的烟气余热利用装置，利用烟气余热加热自来水制取蒸馏水，制取的蒸馏水可以用于多种用途，有效利用了尾气中的热量，解决了烟气余热浪费的问题，同时可以为烟气管道降温，具有能源节约、环保等优点。

本实用新型的车载尿素溶液制取设备，利用烟气余热加热自来水制取蒸馏水，然后将尿素粉溶解于该蒸馏水中，制备出车载尿素溶液，以供本车柴油机尾气的处理。该车载尿素溶液制取设备，直接用发动机尾气管温度加热自来水制取蒸馏水，免于车间制取，减少成本，废热利用，还能降低发动机温度；直接制取蒸馏水，添加尿素粉直接制取尿素溶液，不需包装和运输，降低成本60％；省去包装，杜绝环境污染；尿素成品用管道直接注入尿素罐，避免环境污染。本实用新型的车载尿素溶液制取设备，解决了现有的尿素溶液制备模式存在的生产成本高、运输成本高、包装成本高、环境污染以及溶液易被污染等问题，具有能源节约、成本低、无污染、环保等优点。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图；

图2为实施例2的结构示意图。

图中：烟气余热利用装置1，加热套管1-1，水蒸气管道1-2，蒸馏水收集槽1-3，烟气管道1-4，泄压阀1-5，原水罐1-6，加水管1-7，气压平衡管1-8，液位窗口1-9，蒸馏水管1-10，保温层1-11，排水阀1-12，尿素溶液制取装置2，混合搅拌罐2-1，过滤提纯罐2-2，scr系统尿素罐2-3，尿素粉加料口2-4，尿素溶液管2-5，尿素溶液泵2-6，蒸馏水储存罐2-7，蒸馏水泵2-8，过滤罐2-9，过滤防尘网2-10，搅拌器2-11，电机2-12。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，本实施例的烟气余热利用装置，包括加热套管1-1、水蒸气管道1-2、蒸馏水收集槽1-3和原水罐1-6，所述加热套管1-1套设于烟气管道1-4上，所述水蒸气管道1-2竖向设置，且其下端与加热套管1-1连通，水蒸气管道1-2的上端与蒸馏水收集槽1-3的首端连通，所述蒸馏水收集槽1-3上设有泄压口，在泄压口上设有泄压阀1-5；所述原水罐1-6的出水口与加热套管1-1的进水口连通，原水罐1-6的进水口设有加水管1-7；所述蒸馏水收集槽1-3的底部倾斜3°～10°，在蒸馏水收集槽1-3底部最低处设有蒸馏水出口，蒸馏水出口连接蒸馏水管1-10。

本实施例的车载尿素溶液制取设备，包括烟气余热利用装置1和尿素溶液制取装置2，其中：

所述烟气余热利用装置包括加热套管1-1、水蒸气管道1-2、蒸馏水收集槽1-3和原水罐1-6，所述加热套管1-1套设于烟气管道1-4上，所述水蒸气管道1-2竖向设置，且其下端与加热套管1-1连通，水蒸气管道1-2的上端与蒸馏水收集槽1-3的首端连通，所述蒸馏水收集槽1-3上设有泄压口，在泄压口上设有泄压阀1-5；所述原水罐1-6的出水口与加热套管1-1的进水口连通，原水罐1-6的进水口设有加水管1-7；所述蒸馏水收集槽1-3的底部倾斜3°～10°，在蒸馏水收集槽1-3底部最低处设有蒸馏水出口，蒸馏水出口连接蒸馏水管1-10；

所述尿素溶液制取装置2包括混合搅拌罐2-1、过滤提纯罐2-2及scr系统尿素罐2-3，混合搅拌罐2-1上设有尿素粉加料口2-4，混合搅拌罐2-1的进水口与蒸馏水收集槽1-3底部的蒸馏水出口连通，混合搅拌罐2-1的出水口与过滤提纯罐2-2的进水口通过尿素溶液管2-5连通，尿素溶液管2-5上设有尿素溶液泵2-6，过滤提纯罐2-2的出水口与scr系统尿素罐2-3连通。

实施例2：

如图2所示，本实施例的烟气余热利用装置，包括加热套管1-1、水蒸气管道1-2、蒸馏水收集槽1-3及原水罐1-6，所述加热套管1-1套设于烟气管道1-4上，所述水蒸气管道1-2竖向设置，且其下端与加热套管1-1连通，水蒸气管道1-2的上端与蒸馏水收集槽1-3的首端连通，所述蒸馏水收集槽1-3上设有泄压口，在泄压口上设有泄压阀1-5。所述原水罐1-6的出水口与加热套管1-1的进水口连通，原水罐1-6的进水口设有加水管1-7。所述原水罐1-6位于加热套管1-1的正上方或斜上方，蒸馏水收集槽1-3的末端与原水罐1-6的顶部分别设有气压平衡孔，两个气压平衡孔之间通过气压平衡管1-8连通。所述原水罐1-6上设有液位窗口1-9，液位窗口1-9上设有液位刻度。所述蒸馏水收集槽1-3的底部倾斜3°～10°，在蒸馏水收集槽1-3底部最低处设有蒸馏水出口，蒸馏水出口连接蒸馏水管1-10。所述加热套管1-1和水蒸气管道1-2外壁均设有保温层1-11，加热套管1-1底部设有排水阀1-12。

本实用新型的车载尿素溶液制取设备，包括烟气余热利用装置1、尿素溶液制取装置2及智能控制装置3，其中：

所述烟气余热利用装置1包括加热套管1-1、水蒸气管道1-2、蒸馏水收集槽1-3及原水罐1-6，所述加热套管1-1套设于烟气管道1-4上，所述水蒸气管道1-2竖向设置，且其下端与加热套管1-1连通，水蒸气管道1-2的上端与蒸馏水收集槽1-3的首端连通，所述蒸馏水收集槽1-3上设有泄压口，在泄压口上设有泄压阀1-5；所述原水罐1-6的出水口与加热套管1-1的进水口连通，原水罐1-6的进水口设有加水管1-7；所述原水罐1-6位于加热套管1-1的正上方或斜上方，蒸馏水收集槽1-3的末端与原水罐1-6的顶部分别设有气压平衡孔，两个气压平衡孔之间通过气压平衡管1-8连通。所述原水罐1-6上设有液位窗口1-9，液位窗口1-9上设有液位刻度；所述蒸馏水收集槽1-3的底部倾斜3°～10°，在蒸馏水收集槽1-3底部最低处设有蒸馏水出口，蒸馏水出口连接蒸馏水管1-10；所述加热套管1-1和水蒸气管道1-2外壁均设有保温层1-11，加热套管1-1底部设有排水阀1-12；

所述尿素溶液制取装置2包括混合搅拌罐2-1、过滤提纯罐2-2及scr系统尿素罐2-3，混合搅拌罐2-1上设有尿素粉加料口2-4，混合搅拌罐2-1的进水口与蒸馏水收集槽1-3底部的蒸馏水出口连通，混合搅拌罐2-1的出水口与过滤提纯罐2-2的进水口通过尿素溶液管2-5连通，尿素溶液管2-5上设有尿素溶液泵2-6，过滤提纯罐2-2的出水口与scr系统尿素罐2-3连通；所述尿素溶液制取装置2还包括顺次设于蒸馏水收集槽1-3下方的过滤罐2-8、蒸馏水储存罐2-7及设于蒸馏水管1-10上的蒸馏水泵2-9，过滤罐2-8的进水口与蒸馏水收集槽1-3底部的蒸馏水出口连通，过滤罐2-8的出水口与蒸馏水储存罐2-7的进水口连通，蒸馏水储存罐2-7的出水口与混合搅拌罐2-1通过蒸馏水管1-10连通，所述蒸馏水泵2-9与控制器的信号输出端电性连接。所述混合搅拌罐2-1和蒸馏水储存罐2-7的顶部分别设有气压平衡口，在气压平衡口上设有过滤防尘网2-10，所述混合搅拌罐2-1内设有搅拌器2-11，搅拌器2-11与电机2-12连接，电机2-12与电机控制阀电性连接；

所述智能控制装置3包括控制器、设于混合搅拌罐2-1内的液位计i、设于scr系统尿素罐2-3内的液位计ii、设于原水罐1-6内的液位计iii、设于驾驶室内的加水报警器及设于蒸馏水管1-10上的电磁阀，控制器的信号输入端分别与液位计i、液位计ii及液位计iii电性连接，控制器的信号输出端分别与尿素溶液泵2-6、加水报警器及设于蒸馏水管1-10上的电磁阀电性连接。