[實用新型]船用尿素溶液制備裝置

有效

• 申請號: 201520648148.6
• 申請日: 2015-08-25
• 公開（公告）號: CN205032072U
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發明（設計）人: 高健;范昊;張文濤;于航;劉光洲
• 申請（專利權）人: 青島雙瑞海洋環境工程股份有限公司
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/56
• 代理公司: 上海波拓知識產權代理有限公司 31264
• 代理人: 楊波

技術領域

本實用新型涉及船舶裝備領域，特別是關于一種船用尿素溶液制備裝置。

背景技術

為控制船用柴油機的NO_x排放，IMO通過了《MARPOL73/78公約》附則VI《防止船舶造成空氣污染規則》的修正案，規定了TierI～TierIII三個級別的船用柴油機NO_x排放標準，其中最為嚴格的TierIII排放標準將于2016年1月1日起在排放控制區(ECA)內開始實施。

選擇性催化還原(SCR)是一種能夠滿足TierIII排放標準的高效柴油機廢氣后處理技術，即廢氣中的NO_x在290℃～420℃下，與還原劑在催化劑表面反應，生成無毒無污染的N₂和H₂O。在船舶領域應用時，還原劑多采用尿素溶液或氨水溶液。因為尿素在儲存、運輸和使用過程中安全性更好，應用更為廣泛。國際標準化組織(ISO)制定了船用氮氧化物還原劑標準尿素溶液標準(ISO18611-2014船舶與航海技術--航海NO_x還原劑AUS40)，要求所使用的尿素溶液濃度為40±1％w/w。

目前，濃度尿素溶液和尿素粉是SCR還原劑在船上的主要儲存形式，兩種形式各有優缺點。

(1)標準濃度尿素溶液，可直接作為還原劑使用。儲存尿素溶液的優點是岸基補充方便，可通過管路直接加注。缺點是由于還原劑每日消耗量較大，尿素溶液儲罐會占用船上的空間或艙位；高溫下，尿素溶液會有微量氨氣溢出，影響船上的空氣質量；尿素儲罐的罐底殘液會發生變質和濃縮，影響新加尿素溶液的濃度和品質；價格較貴，是等當量尿素粉價格的兩倍左右。

(2)尿素粉，需要在船上配制成尿素溶液才可作為還原劑使用。儲存尿素粉的優點是尿素粉儲存體積小；長期儲存對環境影響較??；現配現用的方式可保證尿素溶液品質不受環境影響；價格便宜。缺點除了溶液制備過程步驟多，設備自動化程度低外，主要是尿素粉吸潮和撒漏導致溶液濃度不達標以及尿素溶液配制用水的問題。尿素粉在生產、包裝、儲存、使用過程中都會大量吸潮，尤其是在海洋環境中儲存和使用更是如此。尿素粉在20℃時臨界吸濕點為相對濕度80％，30℃時臨界吸濕點降至72.5％。儲存時間、環境濕度、溫度都會造成尿素粉吸潮量的差別，導致無法直接稱量尿素粉凈重來配制溶液。另一方面，尿素粉在輸送，傾倒過程中，難免會在輸送裝置或包裝中殘留部分尿素粉，這種累積誤差也會使溶液理論濃度和實際濃度不符。此外，為防止SCR催化劑載體發生金屬離子中毒從而失去催化效果，尿素溶液必須使用一級超純水(電阻率≥18MΩ·cm)，需要專門的純水制造設備來生產，導致了系統成本增加、體積增大。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種船用尿素溶液制備裝置，可提高配制的尿素溶液的濃度精度。

本實用新型的船用尿素溶液制備裝置，包括

供料系統，用于提供并輸送尿素粉；

溶解攪拌器，尿素粉經該供料系統由該溶解攪拌器的進料口投入該溶解攪拌器中，該溶解攪拌器設有濃度傳感器；

供水設備，該供水設備與該溶解攪拌器之間設有水泵；

尿素溶液儲罐，該尿素溶液儲罐與該溶解攪拌器之間設有尿素溶液注入泵，尿素溶液經該尿素溶液注入泵注入該尿素溶液儲罐中；

控制系統，該控制系統包括判斷器，該判斷器與該濃度傳感器連接，該判斷器根據該濃度傳感器的信號判斷是否繼續注水，該控制系統根據該判斷器的信號控制該水泵向該溶解攪拌器分次注入設定數量的純水。

進一步地，該供料系統包括尿素粉包儲倉、粉包輸送器與自動拆包器，該尿素粉包儲倉用于存儲尿素粉包，該自動拆包器位于該溶解攪拌器的進料口，該尿素粉包經該粉包輸送器進入該自動拆包器中拆包送料。

進一步地，該尿素粉包儲倉的出口處設有粉包計數器，該粉包計數器與該控制系統連接，該控制系統根據該粉包計數器的計數信號關閉該尿素粉包儲倉的出口。

進一步地，該自動拆包器設有拆包計數器，該拆包計數器與該控制系統連接，該控制系統根據該拆包計數器的計數信號關閉該粉包輸送器和該自動拆包器。

進一步地，該水泵為計量泵，該計量泵根據控制系統的信號定量向該溶解攪拌器加注純水。

進一步地，該水泵向該溶解攪拌器首次注入的純水的量與所加尿素總重的質量比為0.9～1.1:1，后續每次注入純水的量的計算公式為