專利名稱：船用柴油機scr系統(tǒng)尿素溶液在線制備裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于船用柴油機SCR系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種船用柴油機SCR系統(tǒng)尿素制備裝置。
背景技術(shù)：
選擇性催化還原(selective catalytic reduction, SCR)是降低船用柴油機排氣中氮氧化物含量的主流技術(shù)。SCR系統(tǒng)運行需要消耗尿素溶液作為還原劑，為保證船用SCR系統(tǒng)的正常運行，通常會單獨設(shè)置一個尿素溶液艙，用以存儲尿素溶液。但由于船用柴油機排氣流量大，消耗尿素溶液多，考慮到船舶的運行特點，不可能隨時進行尿素溶液的補充，單獨設(shè)置的尿素溶液艙會占用相當(dāng)大的船體空間，降低船舶的有效負載。同時，尿素溶液具有一定的不穩(wěn)定性，環(huán)境溫度、存儲容器材料等因素都會影響其物化特性。在船舶上單獨設(shè)置尿素溶液艙存儲尿素溶液，會額外增加船舶建造和運行費用，若某船舶的主推動力為額定功率為13200kW，額定轉(zhuǎn)速為lllr/min的低速柴油機，航行于寒冷環(huán)境下，該船舶SCR系統(tǒng)運行所需消耗尿素溶液量約為340L/h,如采用單獨尿素溶液艙儲存尿素溶液,為保證SCR系統(tǒng)在較長時間內(nèi)能正常運行，該尿素溶液艙占用體積至少為40m3，同時，為保證環(huán)境溫度穩(wěn)定，需在尿素艙內(nèi)安裝大功率加熱器，如圖1所示，該尿素溶液艙由尿素倉罐體A、尿素溶液加注口 B、溶液排污口 C、尿素溶液出口 D、尿素溶液回液口 E、溫度傳感器F和電加熱器G組成；由于尿素溶液艙體積較大，造成空間緊張，影響了船艙整體的空間布局，并且由于體積和材料的影響，該尿素艙制作成本較高。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種船用柴油機SCR系統(tǒng)尿素在線制備，能夠確保SCR系統(tǒng)正常運行。本實用新型的技術(shù)方案是:一種船用柴油機SCR系統(tǒng)尿素溶液在線制備裝置，它包括:尿素干粉投放器、電磁閥、尿素溶液攪拌室、電磁流量計、電力攪拌器、液位傳感器、尿素溶液存儲室、攪拌室輸送泵、過濾器、手動球閥、稱重傳感器、尿素濃度傳感器、溫度傳感器A、溫度傳感器B和控制系統(tǒng)；尿素干粉投放器內(nèi)存放有尿素干粉，在尿素干粉投放器通過稱重傳感器接入尿素溶液攪拌室；尿素溶液攪拌室為尿素溶液的制備倉室,其頂部安有電力攪拌器,在尿素溶液攪拌室的外部安有提供去離子水的管路，管路通過連接法蘭與離子水水源連接，并依次通過手動球閥、過濾器、電磁閥以及電磁流量計接入尿素溶液攪拌室的內(nèi)部；尿素溶液攪拌室的底部設(shè)有尿素溶液的輸送管路，過濾器安裝在尿素溶液的輸送管路的引出口處，尿素溶液通過攪拌室輸送泵運送到尿素溶液存儲室；尿素濃度傳感器與溫度傳感器A呈同一水平高度的安裝在尿素溶液攪拌室的底部;[0008]尿素溶液存儲室的上方設(shè)有尿素溶液回口以及尿素溶液的輸送管路的接入口，尿素溶液存儲室的下方設(shè)有尿素溶液出口，制備好的尿素通過尿素溶液出口運送至SCR系統(tǒng)，并經(jīng)尿素溶液回口回收至尿素溶液存儲室；液位傳感器的數(shù)量為兩個，分別安裝在尿素溶液存儲室和尿素溶液攪拌室的上方；溫度傳感器B安裝在尿素溶液存儲室的底部，其與溫度傳感器A位于同一水平線上?？刂葡到y(tǒng)分別與尿素干粉投放器、電磁閥、電磁流量計、電力攪拌器、液位傳感器、攪拌室輸送泵、稱重傳感器、尿素濃度傳感器、溫度傳感器A及溫度傳感器B進行線路連接;當(dāng)需要尿素溶液時，船用柴油機SCR系統(tǒng)向控制系統(tǒng)發(fā)送信號，控制系統(tǒng)打開尿素干粉投放器，并通過稱重傳感器，控制尿素干粉投放器的投放量，同時，控制系統(tǒng)打開電磁閥，并通過電磁流量計控制離子水水源的流入量，當(dāng)尿素干粉及離子水投放到尿素溶液攪拌室中后，電力攪拌器在控制系統(tǒng)的控制下開始攪拌，溫度傳感器A與尿素濃度傳感器實時將溫度及濃度信息輸送至控制系統(tǒng)，當(dāng)濃度符合設(shè)定標(biāo)準時，控制系統(tǒng)啟動攪拌室輸送泵，攪拌室輸送泵將制備完成的尿素溶液泵入倉儲室內(nèi)，尿素溶液從尿素溶液出口向船用柴油機SCR系統(tǒng)輸出，通過尿素溶液回口，溫度傳感器B實時監(jiān)測尿素溶液泵入倉儲室內(nèi)的尿素溶液的溫度，并將溫度傳送至控制系統(tǒng)，整個過程周期為全自動控制，無需人工干預(yù)。本實用新型的有益效果是:(I)本實用新型占用體積為1.05m3,另需16m3空間儲藏尿素干粉，與背景技術(shù)中使用尿素溶液艙相比，同樣確保SCR系統(tǒng)正常運行，但節(jié)約23m3的空間，同時降低尿素存儲難度；(2)本實用新型通過間歇性提供去離子水以及控制尿素干粉投放器投放干粉，即可實時制造尿素溶液，并通過攪拌室輸送泵向尿素溶液存儲室輸送，尿素溶液通過尿素溶液出口即可自動不間斷的提供滿足SCR系統(tǒng)的尿素溶液。(3)本實用新 型中的提供去離子水的管路上，帶有手動閥和電磁閥，這樣即是對離子水的管路的流量控制冗余保障設(shè)計，又可便于更換手動閥和電磁閥之間的過濾器。

圖1為背景技術(shù)中尿素溶液艙結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1-尿素干粉投放器、2-電磁閥、3-尿素溶液攪拌室、4-電磁流量計、5-電力攪拌器、7-尿素溶液存儲室、8-攪拌室輸送泵、9-尿素溶液出口、11-手動球閥、12-稱重傳感器、13-尿素濃度傳感器、14-溫度傳感器A、15-尿素溶液回口、16-溫度傳感器B、17-電加熱器。
具體實施方式
參見附圖2，一種船用柴油機SCR系統(tǒng)尿素溶液在線制備裝置，它包括:尿素干粉投放器1、電磁閥2、尿素溶液攪拌室3、電磁流量計4、電力攪拌器5、液位傳感器、尿素溶液存儲室7、攪拌室輸送泵8、過濾器、手動球閥11、稱重傳感器12、尿素濃度傳感器13、溫度傳感器A14、溫度傳感器B16和控制系統(tǒng)；尿素干粉投放器I內(nèi)存放有尿素干粉，在尿素干粉投放器I通過稱重傳感器12接入尿素溶液攪拌室3 ;如果配對IOL濃度為40%的尿素水溶液，則添加4000g的尿素干粉以及6L的去離子水；尿素溶液攪拌室3為尿素溶液的制備倉室,其頂部安有電力攪拌器5,在尿素溶液攪拌室3的外部安有提供去離子水的管路，管路通過連接法蘭與離子水水源連接，并依次通過手動球閥11、過濾器、電磁閥2以及電磁流量計4接入尿素溶液攪拌室3的內(nèi)部；尿素溶液攪拌室3的底部設(shè)有尿素溶液的輸送管路，過濾器安裝在尿素溶液的輸送管路的引出口處，尿素溶液通過攪拌室輸送泵8運送到尿素溶液存儲室7 ；尿素濃度傳感器13與溫度傳感器A14呈同一水平高度的安裝在尿素溶液攪拌室3的底部；尿素溶液存儲室7的上方設(shè)有尿素溶液回口 15以及尿素溶液的輸送管路的接入口，尿素溶液存儲室7的下方設(shè)有尿素溶液出口 9,制備好的尿素通過尿素溶液出口 9運送至SCR系統(tǒng)，并經(jīng)尿素溶液回口 15回收至尿素溶液存儲室7 ；液位傳感器的數(shù)量為兩個，分別安裝在尿素溶液存儲室7和尿素溶液攪拌室3的上方；溫度傳感器B16安裝在尿素溶液存儲室7的底部，其與溫度傳感器A14位于同一水平線上；控制系統(tǒng)分別與尿素干粉投放器1、電磁閥2、電磁流量計4、電力攪拌器5、液位傳感器、攪拌室輸送泵8、稱 重傳感器12、尿素濃度傳感器13、溫度傳感器A14及溫度傳感器B16進行線路連接；當(dāng)需要尿素溶液時，船用柴油機SCR系統(tǒng)向控制系統(tǒng)發(fā)送信號，控制系統(tǒng)打開尿素干粉投放器1，并通過稱重傳感器12，控制尿素干粉投放器I的投放量，同時，控制系統(tǒng)打開電磁閥2，并通過電磁流量計4控制離子水水源的流入量，當(dāng)尿素干粉及離子水投放到尿素溶液攪拌室3中后，電力攪拌器5在控制系統(tǒng)的控制下開始攪拌，溫度傳感器A14與尿素濃度傳感器13實時將溫度及濃度信息輸送至控制系統(tǒng)，當(dāng)濃度符合設(shè)定標(biāo)準時，控制系統(tǒng)啟動攪拌室輸送泵8，攪拌室輸送泵8將制備完成的尿素溶液泵入倉儲室7內(nèi)，尿素溶液從尿素溶液出口 9向船用柴油機SCR系統(tǒng)輸出，通過尿素溶液回口 15，溫度傳感器B16實時監(jiān)測尿素溶液泵入倉儲室7內(nèi)的尿素溶液的溫度，并將溫度傳送至控制系統(tǒng)。為防止在寒冷環(huán)境下尿素溶液出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象，在尿素溶液存儲室7的底部安裝有電加熱器17，電加熱器17與尿素溶液出口 9位于同一水平線上；為了控制尿素溶液的流量,在尿素溶液出口 9與尿素溶液回口 15處分別設(shè)有球閥。
權(quán)利要求1.一種船用柴油機SCR系統(tǒng)尿素溶液在線制備裝置，其特征是，它包括:尿素干粉投放器(I)、電磁閥(2)、尿素溶液攪拌室(3)、電磁流量計(4)、電力攪拌器(5)、液位傳感器、尿素溶液存儲室(7)、攪拌室輸送泵(8)、過濾器、手動球閥(11)、稱重傳感器(12)、尿素濃度傳感器(13)、溫度傳感器A (14)、溫度傳感器B (16)和控制系統(tǒng)； 所述尿素干粉投放器(I)內(nèi)存放有尿素干粉，在所述尿素干粉投放器(I)通過所述稱重傳感器(12)接入所述尿素溶液攪拌室(3)； 所述尿素溶液攪拌室(3)為尿素溶液的制備倉室，其頂部安有所述電力攪拌器(5)，在所述尿素溶液攪拌室(3)的外部安有提供去離子水的管路，所述管路通過連接法蘭與離子水水源連接，并依次通過所述手動球閥(11)、過濾器、電磁閥(2)以及電磁流量計(4)接入所述尿素溶液攪拌室(3)的內(nèi)部；所述尿素溶液攪拌室(3)的底部設(shè)有尿素溶液的輸送管路，所述過濾器安裝在所述尿素溶液的輸送管路的引出口處，所述尿素溶液通過所述攪拌室輸送泵(8)運送到所述尿素溶液存儲室(7)； 所述尿素濃度傳感器(13)與溫度傳感器A (14)呈同一水平高度的安裝在所述尿素溶液攪拌室(3)的底部； 所述尿素溶液存儲室(7)的上方設(shè)有尿素溶液回口(15)以及尿素溶液的輸送管路的接入口，所述尿素溶液存儲室(7)的下方設(shè)有尿素溶液出口(9),制備好的尿素通過所述尿素溶液出口(9)運送至SCR系統(tǒng)，并經(jīng)所述尿素溶液回口( 15)回收至所述尿素溶液存儲室(7)； 所述液位傳感器的數(shù)量為兩個，分別安裝在所述尿素溶液存儲室(7)和尿素溶液攪拌室(3)的上方； 所述溫度傳感器B (16)安裝在所述尿素溶液存儲室(7)的底部，其與所述溫度傳感器A (14)位于同一 水平線上； 所述控制系統(tǒng)分別與所述尿素干粉投放器(I)、電磁閥(2)、電磁流量計(4)、電力攪拌器(5)、液位傳感器、攪拌室輸送泵(8)、稱重傳感器(12)、尿素濃度傳感器(13)、溫度傳感器A (14)及溫度傳感器B (16)進行線路連接； 當(dāng)需要尿素溶液時，船用柴油機SCR系統(tǒng)向所述控制系統(tǒng)發(fā)送信號，所述控制系統(tǒng)打開所述尿素干粉投放器(I)，并通過所述稱重傳感器(12 )，控制所述尿素干粉投放器(I)的投放量，同時，所述控制系統(tǒng)打開所述電磁閥(2)，并通過所述電磁流量計(4)控制離子水水源的流入量，當(dāng)尿素干粉及離子水投放到所述尿素溶液攪拌室(3)中后，所述電力攪拌器(5)在所述控制系統(tǒng)的控制下開始攪拌，所述溫度傳感器A (14)與尿素濃度傳感器(13)實時將溫度及濃度信息輸送至所述控制系統(tǒng)，當(dāng)濃度符合設(shè)定標(biāo)準時，所述控制系統(tǒng)啟動所述攪拌室輸送泵(8)，所述攪拌室輸送泵(8)將制備完成的尿素溶液泵入倉儲室(7)內(nèi)，尿素溶液從尿素溶液出口(9)向船用柴油機SCR系統(tǒng)輸出，通過尿素溶液回口(15),所述溫度傳感器B (16)實時監(jiān)測尿素溶液泵入倉儲室(7)內(nèi)的尿素溶液的溫度，并將溫度傳送至所述控制系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種船用柴油機SCR系統(tǒng)尿素溶液在線制備裝置，其特征是，在尿素溶液存儲室(7)的底部安裝有電加熱器(17)，所述電加熱器(17)與所述尿素溶液出口(9)位于同一水平線上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種船用柴油機SCR系統(tǒng)尿素溶液在線制備裝置，其特征是，在所述尿素溶液出口·(9)與尿素溶液回口(15)處分別設(shè)有球閥。
專利摘要本實用新型屬于船用柴油機SCR系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種船用柴油機SCR系統(tǒng)尿素在線制備裝置。尿素干粉以及去離子水加注至尿素制備室中，借助電力攪拌器對去離子水和尿素干粉進行充分混合，利用尿素濃度傳感器對尿素溶液濃度進行實時監(jiān)控，使攪拌完成的尿素溶液能夠滿足SCR系統(tǒng)需求。用攪拌室輸送泵將制備完成的尿素溶液泵入倉儲室內(nèi)，使用液位傳感器和溫度傳感器對倉儲室室內(nèi)的尿素溶液進行監(jiān)控。本實用新型通過對尿素干粉和去離子水的精確計量，實現(xiàn)尿素溶液的全自動在線制備，有效減少了尿素艙所占用的體積，節(jié)約了船體空間，有利于尿素的存儲。
文檔編號B01F1/00GK203123844SQ201220629728
公開日2013年8月14日 申請日期2012年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月25日
發(fā)明者沈飛翔, 耿見宇, 李曉波, 姜小鑫, 任中, 劉婭瓊 申請人:中國船舶重工集團公司第七一一研究所