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公開番号2025153703
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024056314
出願日2024-03-29
発明の名称尿素水製造システム及び尿素水製造方法
出願人室町ケミカル株式会社
代理人個人,個人
主分類C07C 275/02 20060101AFI20251002BHJP(有機化学)
要約【課題】尿素水の白濁を防止し、大量生産可能な尿素水の製造システム及び尿素水の製造方法を提供する。
【解決手段】白濁を防止した尿素水を製造する尿素水製造システムであって、原料水及び尿素を混合し、前記原料水に前記尿素を溶解させて前記尿素水を製造する混合手段と、前記原料水を加熱する加熱装置を有し、前記加熱装置により加熱された前記原料水を前記混合手段に供給する原料水供給手段と、前記尿素を前記混合手段に供給する尿素供給手段と、前記原料水供給手段及び前記尿素供給手段のうち1以上を制御する制御手段を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
白濁を防止した尿素水を製造する尿素水製造システムであって、
原料水及び尿素を混合し、前記原料水に前記尿素を溶解させて前記尿素水を製造する混合手段と、
前記原料水を加熱する加熱装置を有し、前記加熱装置により加熱された前記原料水を前記混合手段に供給する原料水供給手段と、
前記尿素を前記混合手段に供給する尿素供給手段と、
前記原料水供給手段及び前記尿素供給手段のうち１以上を制御する制御手段と、を有することを特徴とする尿素水製造システム。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記制御手段において、下記設定値（ａ）から（ｄ）からなる群から選択される２以上の製造条件設定値が設定され、
前記制御手段が、前記製造条件設定値に基づいて制御値を演算し、前記混合手段において製造される前記尿素水の白濁を防止するように、前記製造条件設定値及び／又は前記制御値に基づいて前記原料水供給手段及び前記尿素供給手段のうち１以上を制御する請求項１に記載の尿素水製造システム。
設定値（ａ）：前記混合手段に供給される前記原料水の供給量
設定値（ｂ）：前記混合手段に供給される前記尿素の供給量
設定値（ｃ）：前記混合手段において製造される前記尿素水の濃度
設定値（ｄ）：前記混合手段において製造される前記尿素水の製造量
【請求項３】
前記制御手段において設定される前記製造条件設定値が、設定値（ｂ）及び設定値（ｃ）である請求項２に記載の尿素水製造システム。
【請求項４】
設定値（ｃ）が所定の範囲に制限され、
前記制御手段が、所定の範囲に制限された設定値（ｃ）及び尿素の水への溶解熱に基づいて、前記混合手段において製造される尿素水が白濁しない温度となるように前記混合手段に供給される前記原料水の目標加熱制御温度である制御値（ｅ）を演算し、前記混合手段に供給される前記原料水の温度が演算された制御値（ｅ）となるように前記原料水供給手段を制御する請求項３に記載の尿素水製造システム。
【請求項５】
設定値（ｃ）が、２０重量％以上５０重量％以下である請求項２に記載の尿素水製造システム。
【請求項６】
前記混合手段に供給される前記原料水の温度が、５０℃以上８０℃以下である請求項１に記載の尿素水製造システム。
【請求項７】
前記混合手段において製造される前記尿素水の温度が、２０℃以上８０℃以下である請求項１に記載の尿素水製造システム。
【請求項８】
前記混合手段が非加熱式である請求項１に記載の尿素水製造システム。
【請求項９】
前記原料水供給手段が、
前記原料水を精製する原料水精製装置と、
前記原料水精製装置において精製された前記原料水を貯留し、前記加熱装置の上流に接続された原料水貯留装置をさらに有する請求項１から８のいずれかに記載の尿素水製造システム。
【請求項１０】
前記原料水供給手段が、前記原料水貯留装置に貯留された前記原料水が所定量を上回ってから、前記混合手段へ前記原料水の供給を行う請求項９に記載の尿素水製造システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、白濁の発生を防止した尿素水の製造システム及び尿素水の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
尿素水は、窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する技術に用いられ、ディーゼルエンジン等の内燃機関の排気ガス浄化に利用されている。
尿素水を用いて排気ガスを浄化する際、尿素水は排気ガス中へ噴霧されて導入される。尿素水が排気ガス中に導入されると、尿素水に含まれる尿素からアンモニアが生成され、アンモニアが還元剤として排気ガス中のＮＯｘと反応する。ＮＯｘは窒素と水に還元され、排気ガス中のＮＯｘが減り、排気ガスが浄化される。
尿素水を用いた排気ガス浄化方法は、有効なクリーン技術として注目されている。
【０００３】
排気ガスの浄化で重要な還元剤として用いられる尿素水であるが、尿素水を製造する技術として、様々な取り組みがなされている。
例えば、特許文献１には、尿素と純水（原料水）とを自動計量しつつ撹拌容器に供給して撹拌し、所望の濃度の濃度かつ容量の尿素水溶液（尿素水）を容易かつ小規模に製造する尿素水溶液製造装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第４５１４４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
他方、尿素水は白濁することが知られている。白濁した尿素水を排気ガス浄化等に用いる際、白濁成分が設備の配管や機器等に詰まり閉塞原因となることがある。閉塞等のトラブルを回避するために、尿素水の白濁を防止する必要がある。
【０００６】
尿素水の白濁の原因として、尿素の水への溶解度が挙げられる。すなわち、所定の温度における水における尿素の飽和溶解度を超える尿素が水に投入されると、尿素水は白濁を生じることとなる。
また、尿素水の白濁の他の原因として、尿素水に含まれる不純物が挙げられる。不純物が核となって固形分が形成され、尿素水に白濁が生じてしまう。
【０００７】
上述した特許文献１に開示されている装置は、所望の濃度の濃度かつ容量の尿素水を容易かつ小規模に製造することが可能であるものの、尿素水の白濁に留意しておらず、尿素水の白濁を防止した対応が必要となる。
特に、特許文献１に開示されている小規模な装置と違って、工業的に尿素水を大量生産する場合、尿素水の白濁防止は非常に重要な課題となる。
【０００８】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、尿素水の白濁を防止し、大量生産可能な尿素水の製造システム及び尿素水の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、下記の発明が上記目的に合致することを見出し、本発明に至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、以下の発明に係るものである。
＜１＞白濁を防止した尿素水を製造する尿素水製造システムであって、原料水及び尿素を混合し、前記原料水に前記尿素を溶解させて前記尿素水を製造する混合手段と、前記原料水を加熱する加熱装置を有し、前記加熱装置により加熱された前記原料水を前記混合手段に供給する原料水供給手段と、前記尿素を前記混合手段に供給する尿素供給手段と、前記原料水供給手段及び前記尿素供給手段のうち１以上を制御する制御手段と、を有する尿素水製造システム。
＜２＞前記制御手段において、下記設定値（ａ）から（ｄ）からなる群から選択される２以上の製造条件設定値が設定され、前記制御手段が、前記製造条件設定値に基づいて制御値を演算し、前記混合手段において製造される前記尿素水の白濁を防止するように、前記製造条件設定値及び／又は前記制御値に基づいて前記原料水供給手段及び前記尿素供給手段のうち１以上を制御する＜１＞に記載の尿素水製造システム。
設定値（ａ）：前記混合手段に供給される前記原料水の供給量
設定値（ｂ）：前記混合手段に供給される前記尿素の供給量
設定値（ｃ）：前記混合手段において製造される前記尿素水の濃度
設定値（ｄ）：前記混合手段において製造される前記尿素水の製造量
＜３＞前記制御手段において設定される前記製造条件設定値が、設定値（ｂ）及び設定値（ｃ）である＜２＞に記載の尿素水製造システム。
＜４＞設定値（ｃ）が所定の範囲に制限され、前記制御手段が、所定の範囲に制限された設定値（ｃ）及び尿素の水への溶解熱に基づいて、前記混合手段において製造される尿素水が白濁しない温度となるように前記混合手段に供給される前記原料水の目標加熱制御温度を制御値（ｅ）として演算し、前記混合手段に供給される前記原料水の温度が演算された制御値（ｅ）となるように前記原料水供給手段を制御する＜３＞に記載の尿素水製造システム。
＜５＞前記設定値（ｃ）が、２０重量％以上５０重量％以下である＜２＞から＜４＞のいずれかに記載の尿素水製造システム。
＜６＞前記混合手段に供給される前記原料水の温度が、５０℃以上８０℃以下である＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の尿素水製造システム。
＜７＞前記混合手段において製造される前記尿素水の温度が、２０℃以上８０℃以下である＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の尿素水製造システム。
＜８＞前記混合手段が非加熱式である＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の尿素水製造システム。
＜９＞前記原料水供給手段が、前記原料水を精製する原料水精製装置と、前記原料水精製装置において精製された前記原料水を貯留し、前記加熱装置の上流に接続された原料水貯留装置をさらに有する＜１＞から＜８＞のいずれかに記載の尿素水製造システム。
＜１０＞前記原料水供給手段が、前記原料水貯留装置に貯留された前記原料水量が所定量を上回ってから、前記混合手段へ前記原料水の供給を行う＜９＞に記載の尿素水製造システム。
＜１１＞前記原料水精製装置が、連続式電気脱イオン処理装置（ＥＤＩ装置）を有する＜９＞又は＜１０＞に記載の尿素水製造システム。
（【００１１】以降は省略されています）

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