專利名稱：船用柴油機(jī)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(shí)用新型屬于船用柴油機(jī)SCR系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種船用柴油機(jī)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(jī)排氣中氮氧化物含量的主流技術(shù)。SCR系統(tǒng)運(yùn)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(yùn)行，通常會(huì)單獨(dú)設(shè)置一個(gè)尿素溶液艙，用以存儲(chǔ)尿素溶液。但由于船用柴油機(jī)排氣流量大，消耗尿素溶液多，考慮到船舶的運(yùn)行特點(diǎn)，不可能隨時(shí)進(jìn)行尿素溶液的補(bǔ)充，單獨(dú)設(shè)置的尿素溶液艙會(huì)占用相當(dāng)大的船體空間，降低船舶的有效負(fù)載。同時(shí)，尿素溶液具有一定的不穩(wěn)定性，環(huán)境溫度、存儲(chǔ)容器材料等因素都會(huì)影響其物化特性。在船舶上單獨(dú)設(shè)置尿素溶液艙存儲(chǔ)尿素溶液，會(huì)額外增加船舶建造和運(yùn)行費(fèi)用，若某船舶的主推動(dòng)力為額定功率為13200kW，額定轉(zhuǎn)速為lllr/min的低速柴油機(jī)，航行于寒冷環(huán)境下，該船舶SCR系統(tǒng)運(yùn)行所需消耗尿素溶液量約為340L/h,如采用單獨(dú)尿素溶液艙儲(chǔ)存尿素溶液,為保證SCR系統(tǒng)在較長時(shí)間內(nèi)能正常運(yùn)行，該尿素溶液艙占用體積至少為40m3，同時(shí)，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(shí)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(jī)SCR系統(tǒng)尿素在線制備，能夠確保SCR系統(tǒng)正常運(yùn)行。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種船用柴油機(jī)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(jì)、電力攪拌器、液位傳感器、尿素溶液存儲(chǔ)室、攪拌室輸送泵、過濾器、手動(dòng)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(dòng)球閥、過濾器、電磁閥以及電磁流量計(jì)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(yùn)送到尿素溶液存儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(yùn)送至SCR系統(tǒng)，并經(jīng)尿素溶液回口回收至尿素溶液存儲(chǔ)室；液位傳感器的數(shù)量為兩個(gè)，分別安裝在尿素溶液存儲(chǔ)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(chǔ)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(jì)、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(jìn)行線路連接;當(dāng)需要尿素溶液時(shí)，船用柴油機(jī)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(shí)，控制系統(tǒng)打開電磁閥，并通過電磁流量計(jì)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(shí)時(shí)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(zhǔn)時(shí)，控制系統(tǒng)啟動(dòng)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(chǔ)室內(nèi)，尿素溶液從尿素溶液出口向船用柴油機(jī)SCR系統(tǒng)輸出，通過尿素溶液回口，溫度傳感器B實(shí)時(shí)監(jiān)測尿素溶液泵入倉儲(chǔ)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(gè)過程周期為全自動(dòng)控制，無需人工干預(yù)。本實(shí)用新型的有益效果是:(I)本實(shí)用新型占用體積為1.05m3,另需16m3空間儲(chǔ)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(yùn)行，但節(jié)約23m3的空間，同時(shí)降低尿素存儲(chǔ)難度；(2)本實(shí)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(shí)時(shí)制造尿素溶液，并通過攪拌室輸送泵向尿素溶液存儲(chǔ)室輸送，尿素溶液通過尿素溶液出口即可自動(dòng)不間斷的提供滿足SCR系統(tǒng)的尿素溶液。(3)本實(shí)用新 型中的提供去離子水的管路上，帶有手動(dòng)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(jì)，又可便于更換手動(dòng)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(shí)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(jì)、5-電力攪拌器、7-尿素溶液存儲(chǔ)室、8-攪拌室輸送泵、9-尿素溶液出口、11-手動(dòng)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(shí)施方式
參見附圖2，一種船用柴油機(jī)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(jì)4、電力攪拌器5、液位傳感器、尿素溶液存儲(chǔ)室7、攪拌室輸送泵8、過濾器、手動(dòng)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(dòng)球閥11、過濾器、電磁閥2以及電磁流量計(jì)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(yùn)送到尿素溶液存儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(yùn)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(chǔ)室7 ；液位傳感器的數(shù)量為兩個(gè)，分別安裝在尿素溶液存儲(chǔ)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(chǔ)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(jì)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(jìn)行線路連接；當(dāng)需要尿素溶液時(shí)，船用柴油機(jī)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(shí)，控制系統(tǒng)打開電磁閥2，并通過電磁流量計(jì)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(shí)時(shí)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(zhǔn)時(shí)，控制系統(tǒng)啟動(dòng)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(chǔ)室7內(nèi)，尿素溶液從尿素溶液出口 9向船用柴油機(jī)SCR系統(tǒng)輸出，通過尿素溶液回口 15，溫度傳感器B16實(shí)時(shí)監(jiān)測尿素溶液泵入倉儲(chǔ)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(chǔ)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(jī)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(jì)(4)、電力攪拌器(5)、液位傳感器、尿素溶液存儲(chǔ)室(7)、攪拌室輸送泵(8)、過濾器、手動(dòng)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(dòng)球閥(11)、過濾器、電磁閥(2)以及電磁流量計(jì)(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(yùn)送到所述尿素溶液存儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(yùn)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(chǔ)室(7)； 所述液位傳感器的數(shù)量為兩個(gè)，分別安裝在所述尿素溶液存儲(chǔ)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(chǔ)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(jì)(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(jìn)行線路連接； 當(dāng)需要尿素溶液時(shí)，船用柴油機(jī)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(shí)，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(jì)(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(shí)時(shí)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(zhǔn)時(shí)，所述控制系統(tǒng)啟動(dòng)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(chǔ)室(7)內(nèi)，尿素溶液從尿素溶液出口(9)向船用柴油機(jī)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(shí)時(shí)監(jiān)測尿素溶液泵入倉儲(chǔ)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(jī)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(chǔ)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(jī)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(shí)用新型屬于船用柴油機(jī)SCR系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種船用柴油機(jī)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(jìn)行充分混合，利用尿素濃度傳感器對尿素溶液濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)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(chǔ)室內(nèi)，使用液位傳感器和溫度傳感器對倉儲(chǔ)室室內(nèi)的尿素溶液進(jìn)行監(jiān)控。本實(shí)用新型通過對尿素干粉和去離子水的精確計(jì)量，實(shí)現(xiàn)尿素溶液的全自動(dòng)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(chǔ)。
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(tuán)公司第七一一研究所