船用尿素溶液制备装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 为控制船用柴油机的N0X排放，頂0通过了《MARP0L 73/78公约》附则VI《防止船 舶造成空气污染规则》的修正案，规定了 Tier I~Tier III三个级别的船用柴油机 放标准，其中最为严格的Tier III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。
[0003] 选择性催化还原（SCR)是一种能够满足Tier III排放标准的高效柴油机废气后 处理技术，即废气中的^^^在290°C~420°C下，与还原剂在催化剂表面反应，生成无毒无污 染的队和Η20。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（ISO 18611-2014船舶与航海技术一航海N0X还原剂AUS 40)， 要求所使用的尿素溶液浓度为40 ± 1 % w/w。
[0004] 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。
[0005] (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。
[0006] (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°C时 临界吸湿点为相对湿度80 %，30°C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（电阻率多18ΜΩ ·_)，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】
[0007] 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。
[0008] 本实用新型的船用尿素溶液制备装置，包括
[0009] 供料系统，用于提供并输送尿素粉；
[0010] 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；
[0011] 供水设备，该供水设备与该溶解搅拌器之间设有水栗；
[0012] 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栗，尿素 溶液经该尿素溶液注入栗注入该尿素溶液储罐中；
[0013] 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栗向该 溶解搅拌器分次注入设定数量的纯水。
[0014] 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。
[0015] 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。
[0016] 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。
[0017] 进一步地，该水栗为计量栗，该计量栗根据控制系统的信号定量向该溶解搅拌器 加注纯水。
[0018] 进一步地，该水栗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
[0020] 式中，η :表示注水次数；Bn:表示第η次注入的水量，m 3;B n+1:表示第n+1次注入的 水量，m3;C n:表示第η次注水后搅拌稳定的尿素浓度值，％。
[0021] 进一步地，该尿素溶液储罐设有液位传感器，该控制系统根据该液位传感器的信 号开始或停止配制尿素溶液。
[0022] 进一步地，该溶解搅拌器还设有温度传感器与电加热装置，该温度传感器与该判 断器连接。
[0023] 进一步地，该供水设备为海水淡化设备。
[0024] 进一步地，该尿素溶液注入栗为配有止回阀的隔膜栗。
[0025] 本实用新型的实施例中，溶解搅拌器中设有浓度传感器，该浓度传感器与控制系 统的判断器连接，控制系统的判断器根据浓度传感器的信号判断当前的尿素溶液浓度是 否满足要求，进而判断是否继续注水，控制系统控制水栗向溶解搅拌器中分次注水，重复判 断-注水-判断的过程直至尿素溶液的浓度达到所需的浓度值，本实用新型根据尿素溶液 的浓度反馈分次加注纯水，可消除尿素粉吸潮和尿素粉撒漏造成的配制误差，提高配制浓 度的精度。
【附图说明】
[0026] 图1为本实用新型实施例中船用尿素溶液制备装置的示意图。
[0027] 图2为本实用新型实施例中船用尿素溶液制备装置的工作流程图。
【具体实施方式】
[0028] 为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效， 以下结合附图及较佳实施例，对本实用新型的【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说 明如后。
[0029] 图1为本实用新型实施例中船用尿素溶液制备装置的示意图。请参阅图1，本实用 新型的船用尿素溶液制备装置10包括供料系统11、溶解搅拌器12、供水设备13、尿素溶液 储罐15与控制系统（图未示）。
[0030] 供料系统11用于提供并输送尿素粉。具体地，在本实施例中，供料系统11包括尿 素粉包储仓111、粉包输送器112与自动拆包器113,尿素粉包储仓111用于存储尿素粉包 20,粉包输送器112用于将从尿素粉包储仓111中落下的尿素粉包20输送至自动拆包器 113,自动拆包器113位于溶解搅拌器12的进料口 112处，自动拆包器113用于对尿素粉包 20进行拆包送料，尿素粉包20拆包后尿素粉落入溶解搅拌器12中，自动拆包器113的结构 与工作原理为本领域技术人员知晓，在此不再赘述。在本实施中，尿素粉包20为硬质或软 质防潮密封包装，每包尿素粉包20所含尿素粉净重相等，且包装上标有尿素粉净重。采用 软质和或硬质防潮密封包装不仅可以减少尿素粉吸潮的影响，还可以减小储存空间、便于 船员搬运。可理解地，在本实用新型的其它实施例中，供料系统11的供料方式与尿素粉的 储料方式也可采用其它适用于船舶的方式，并不以此为限。
[0031 ] 进一步地，在本实施例中，尿素粉包储仓111的出口处设有粉包计数器（图未示）， 自动拆包器113设有拆包计数器（图未示），该粉包计数器与该拆包计数器分别和该控制系 统连接，该控制系统根据粉包计数器的计数信号关闭尿素粉包储仓111的出口，控制系统 根据拆包计数器的计数信号关闭粉包输送器112和自动拆包器113。如此，当拆包计数器的 计数结果满足所需尿素粉包20的数量时，尿素粉包储仓111的出口关闭从而停止向粉包输 送器112提供尿素粉包20,接着，粉