[实用新型]船用尿素溶液制备装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及船舶装备领域，特别是关于一种船用尿素溶液制备装置。

背景技术

为控制船用柴油机的NO_x排放，IMO通过了《MARPOL73/78公约》附则VI《防止船舶造成空气污染规则》的修正案，规定了TierI～TierIII三个级别的船用柴油机NO_x排放标准，其中最为严格的TierIII排放标准将于2016年1月1日起在排放控制区(ECA)内开始实施。

选择性催化还原(SCR)是一种能够满足TierIII排放标准的高效柴油机废气后处理技术，即废气中的NO_x在290℃～420℃下，与还原剂在催化剂表面反应，生成无毒无污染的N₂和H₂O。在船舶领域应用时，还原剂多采用尿素溶液或氨水溶液。因为尿素在储存、运输和使用过程中安全性更好，应用更为广泛。国际标准化组织(ISO)制定了船用氮氧化物还原剂标准尿素溶液标准(ISO18611-2014船舶与航海技术--航海NO_x还原剂AUS40)，要求所使用的尿素溶液浓度为40±1％w/w。

目前，浓度尿素溶液和尿素粉是SCR还原剂在船上的主要储存形式，两种形式各有优缺点。

(1)标准浓度尿素溶液，可直接作为还原剂使用。储存尿素溶液的优点是岸基补充方便，可通过管路直接加注。缺点是由于还原剂每日消耗量较大，尿素溶液储罐会占用船上的空间或舱位；高温下，尿素溶液会有微量氨气溢出，影响船上的空气质量；尿素储罐的罐底残液会发生变质和浓缩，影响新加尿素溶液的浓度和品质；价格较贵，是等当量尿素粉价格的两倍左右。

(2)尿素粉，需要在船上配制成尿素溶液才可作为还原剂使用。储存尿素粉的优点是尿素粉储存体积小；长期储存对环境影响较小；现配现用的方式可保证尿素溶液品质不受环境影响；价格便宜。缺点除了溶液制备过程步骤多，设备自动化程度低外，主要是尿素粉吸潮和撒漏导致溶液浓度不达标以及尿素溶液配制用水的问题。尿素粉在生产、包装、储存、使用过程中都会大量吸潮，尤其是在海洋环境中储存和使用更是如此。尿素粉在20℃时临界吸湿点为相对湿度80％，30℃时临界吸湿点降至72.5％。储存时间、环境湿度、温度都会造成尿素粉吸潮量的差别，导致无法直接称量尿素粉净重来配制溶液。另一方面，尿素粉在输送，倾倒过程中，难免会在输送装置或包装中残留部分尿素粉，这种累积误差也会使溶液理论浓度和实际浓度不符。此外，为防止SCR催化剂载体发生金属离子中毒从而失去催化效果，尿素溶液必须使用一级超纯水(电阻率≥18MΩ·cm)，需要专门的纯水制造设备来生产，导致了系统成本增加、体积增大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种船用尿素溶液制备装置，可提高配制的尿素溶液的浓度精度。

本实用新型的船用尿素溶液制备装置，包括

供料系统，用于提供并输送尿素粉；

溶解搅拌器，尿素粉经该供料系统由该溶解搅拌器的进料口投入该溶解搅拌器中，该溶解搅拌器设有浓度传感器；

供水设备，该供水设备与该溶解搅拌器之间设有水泵；

尿素溶液储罐，该尿素溶液储罐与该溶解搅拌器之间设有尿素溶液注入泵，尿素溶液经该尿素溶液注入泵注入该尿素溶液储罐中；

控制系统，该控制系统包括判断器，该判断器与该浓度传感器连接，该判断器根据该浓度传感器的信号判断是否继续注水，该控制系统根据该判断器的信号控制该水泵向该溶解搅拌器分次注入设定数量的纯水。

进一步地，该供料系统包括尿素粉包储仓、粉包输送器与自动拆包器，该尿素粉包储仓用于存储尿素粉包，该自动拆包器位于该溶解搅拌器的进料口，该尿素粉包经该粉包输送器进入该自动拆包器中拆包送料。

进一步地，该尿素粉包储仓的出口处设有粉包计数器，该粉包计数器与该控制系统连接，该控制系统根据该粉包计数器的计数信号关闭该尿素粉包储仓的出口。

进一步地，该自动拆包器设有拆包计数器，该拆包计数器与该控制系统连接，该控制系统根据该拆包计数器的计数信号关闭该粉包输送器和该自动拆包器。

进一步地，该水泵为计量泵，该计量泵根据控制系统的信号定量向该溶解搅拌器加注纯水。

进一步地，该水泵向该溶解搅拌器首次注入的纯水的量与所加尿素总重的质量比为0.9～1.1:1，后续每次注入纯水的量的计算公式为