[发明专利]一种船用尿素溶液供给系统及其应用

说明书

本发明涉及尿素溶液供给系统领域，尤其涉及一种船用尿素溶液供给系统及其应用；该系统包括尿素泵站单元、压缩空气供给单元和尿素喷枪单元三个模块；所述压缩空气供给单元还包括尿素吹扫单元和辅助空气雾化单元两个模块，尿素喷枪喷嘴单元包括尿素溶液供给管路，尿素吹扫管路和辅助空气雾化管路三条管路。该系统能够根据主机信号实时调节尿素溶液流量，同时及时调整雾化空气压力，实现两者的最佳配比，达到最佳的雾化效果，同时避免尿素溶液过多造成的环境污染和资源浪费，此外该系统还具备空气吹扫及淡水清洗功能，以防尿素溶液结晶，阻塞通道及喷嘴，提高系统的脱硝效率，降低NOx排放。

技术领域

本发明涉及尿素溶液供给系统领域，尤其涉及基于船用SCR技术的尿素溶液供给系统及其应用。

背景技术

本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

国际海事组织(IMO)于2008年10通过了MAPOL附则VI修正案，该修正案要求2016年1月1日以及以后建造的船舶的柴油机的氮氧化物排放必须符合TierⅢ标准，即低速机(转速小于130r/min)为3.4g/(kW·h)，中速机(130r/min≤n≤2000r/min)为9×n^-0.2g/(kW·h)，高速机(转速n＞1300r/min)为1.97g/(kW·h)。

船舶为满足TierⅢ标准，必须在必须加装尾气处理装置，目前选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)系统是减少柴油机尾气中的NOx排放有效的措施之一。随着TierⅢ标准的实施将有越来越多的船舶安装SCR装置。采用选择性催化还原技术对废气进行脱硝处理时，首先向温度为170～550℃的废气中喷入还原剂，还原剂可以是纯氨气、氨水或尿素溶液，由于尿素便于存储和运输，一般作为还原剂的首选。尿素溶液经过喷枪喷嘴的雾化，热解或水解后变为氨气。随后，氨气和废气的混合物在催化剂的作用下发生催化还原反应，使氮氧化物转变为氮气和水蒸气，从而降低了排气中NOx的含量。

发明内容

目前,实际装船的SCR尿素喷射供给系统多采用计量泵，然而，本发明人进一步研究发现：当主机处于低负荷时，这类尿素喷射供给系统的喷射精度差，压力流量波动较明显，不利于反应的进行，且极易造成环境污染和资源浪费。可以看出，目前的船用SCR技术仍然尚未成熟，而SCR尿素供给系统是SCR系统的关键组成部分，因此，开发节能低耗、运行稳定的高效SCR尿素供给系统具有重要的意义。针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种船用尿素溶液供给系统。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术手段为：

首先，本发明公开一种船用尿素溶液供给系统，其采用模块化结构，包括：尿素泵站单元、压缩空气供给单元和尿素喷枪单元三个模块。所述压缩空气供给单元还包括尿素吹扫单元和辅助空气雾化单元两个模块，尿素喷枪喷嘴单元包括尿素溶液供给管路，尿素吹扫管路和辅助空气雾化管路三条管路，所述尿素溶液供给管路和尿素泵站单元连通，用于向尿素喷枪喷嘴单元提供尿素溶液；所述尿素吹扫管路用于连接尿素喷枪单元和尿素吹扫单元；所述辅助空气雾化管路用于连接尿素喷枪单元和辅助空气雾化单元。

其次，本发明公开所述船用尿素溶液供给系统在船舶中的应用，优选为用于船舶含氮氧化物尾气的处理。

与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：

(1)本发明的整个系统为模块化结构，不仅能够提供满足压力、流量要求的雾化尿素溶液，同时避免了尿素溶液过量造成的环境污染和资源浪费。

(2)本发明设计的辅助空气雾化单元采用压力调节阀控制辅助空气的输出，使其与输送的尿素溶液能够达到预定的配比，达到较好的尿素雾化效果。