CN108291468B - 内燃机的废气净化设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的内燃机的废气净化设备具备：船用内燃机(16)、向船用内燃机(16)的废气管路(16L)的废气中供给尿素水的还原装置(12)、以及用尿素粉末(U)制造尿素水的生成装置(20)。生成装置(20)具备：兼用箱装置(30)、以及能够调整尿素水的浓度的调整箱装置(40)。兼用箱装置(30)具备贮藏尿素粉末(U)并且将水供给至尿素粉末(U)而使其溶解的贮藏兼用生成箱(31)。调整箱装置(40)具备积存从贮藏兼用生成箱(31)取出的尿素水的调整箱(41)。

Description

内燃机的废气净化设备
技术领域
本发明涉及一种内燃机的废气净化设备。
背景技术
以往，作为降低来自内燃机的废气中的NOx的方式，已知向废气吹入还原剂而通过催化剂进行脱硝的SCR(Selective Catalytic Reduction：选择性催化还原方式)、以及不使用催化剂而进行脱硝的SNCR(Selective Non-Catalytic Reduction：无催化脱硝方式)等。
例如，在采用SCR的运输工具中，对于利用柴油发动机在陆地上行驶的车辆而言，补给氨水(NH3)以及尿素水等还原剂的场所众多。因此，所述车辆即使在行驶中还原剂不足的情况下，也能够立即进行还原剂的补给。与此相对，在所述运输工具中，对于船舶而言，废气量比所述车辆多，因此需要大量的还原剂，而且还原剂的补给仅限于港口停靠时。因此，作为用于所述船舶的SCR的还原剂，对尿素粉这样的在容积上有利的还原剂进行了研究。
作为将尿素粉装载于船舶并进行利用的方式，例如在专利文献1中，公开了一种废气净化系统，其通过利用作为船舶设备之一的造水机，随时用尿素粉制造尿素水。通过该废气净化系统，即使在海上无法接受尿素水补给的船舶上，也能够确保节省空间和装载重量减轻，并净化废气(废气中的NOx减少)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开2010-071148号公报
专利文献2：日本实用新型公平07-011147号公报
专利文献3：日本实用新型开平08-001436号公报
发明内容
(一)要解决的技术问题
然而，尿素粉极易溶于水，因此容易吸收空气中的水蒸气而固化，并且固结于尿素粉贮藏箱。因此，尿素粉需要被适当地管理。另一方面，在船舶内装载尿素水会导致极为多湿。因此，在所述专利文献1中，提出了在尿素粉贮藏箱(原料斗)中设置干燥装置的方案。
另外，在专利文献2以及3中公开了一种尿素水溶液制造装置，其具备：贮藏饱和溶液的尿素水的溶液箱、使水与来自所述溶液箱的尿素水混合的混合部、以及为了在所述混合部使尿素水达到所需浓度而对向该混合部供给的水及来自所述溶液箱的尿素水的量适当地进行设定的设定部。对于这些尿素水溶液制造装置而言，还另外需要尿素粉贮藏箱(尿素接受槽)以及保管尿素粉的仓库(空间)，因此需要用于存放尿素粉的较大空间。进一步地，为了防止尿素粉固结于尿素粉贮藏箱及仓库，需要对所述尿素粉贮藏箱以及仓库的湿度适当地进行管理。
进一步地，在所述专利文献2以及3的尿素水溶液制造装置中，需要用于使尿素粉溶于水而成为尿素水的溶液箱(溶解槽)以及搅拌装置(搅拌机)。所述溶液箱接受尿素粉以及水，并且充分地搅拌它们，因此容积必然较大。
本发明鉴于上述实际情况而完成，其主要目的在于提供一种内燃机的废气净化设备，其能够实现废气净化设备的节省空间化。
(二)技术方案
本发明的内燃机的废气净化设备具备：内燃机；向所述内燃机的废气管路的废气中供给还原剂溶液的还原装置；以及用还原剂粉体制造还原剂溶液的生成装置，
所述生成装置具备：
兼用箱装置，其具有贮藏还原剂粉体并且将溶剂供给至还原剂粉体而使其溶解的贮藏兼用生成箱；以及
调整箱装置，其具有积存从所述贮藏兼用生成箱取出的还原剂溶液的调整箱且能够调整浓度。
根据上述结构，能够通过贮藏兼用生成箱来贮藏还原剂粉体，并且将溶剂向贮藏的还原剂粉体供给而使其溶解，生成还原剂溶液，因此能够取消粉状还原剂的贮藏空间，从而实现废气净化设备的节省空间化。
另外，在上述结构中，兼用箱装置具备使生成于贮藏兼用生成箱的还原剂溶液高浓度化的高浓度化装置，
所述高浓度化装置具有：
测量还原剂溶液的浓度的生成用浓度计；以及
使生成的还原剂溶液回到所述贮藏兼用生成箱而使还原剂粉体再溶解的高浓度化管路。
根据上述结构，在还原剂溶液的浓度较低时，通过高浓度化装置，使在贮藏兼用生成箱生成的还原剂溶液经过高浓度化管路回到贮藏兼用生成箱，使还原剂粉体再溶解。由此，即使贮藏兼用生成箱内的还原用粉体减少、溶剂的接触面减少，也能够生成高浓度的还原剂溶液。
在上述结构中，调整箱装置具备调整还原剂溶液的稀释装置，
所述稀释装置具有向调整箱补给溶剂的溶剂补给管路。
根据上述结构，能够通过调整箱装置，基于生成用浓度计的检测值，向调整箱补给溶剂，从而将高浓度的还原剂溶液稀释至适于废气还原的浓度范围。
进一步地，在上述结构中，调整箱装置具备将还原剂溶液的浓度调整至适当范围的浓度调整装置，
所述浓度调整装置具有：
测量调整箱的还原剂溶液的浓度的调整用浓度计；
使所述调整箱的还原剂溶液回到贮藏兼用生成箱而使还原剂粉体再溶解的回流管路；以及
向所述调整箱补给溶剂的稀释管路。
根据上述结构，在基于调整用浓度计的检测值检测出调整箱内的还原剂溶液的浓度低于适当范围时，通过调整箱装置，使调整箱的还原剂溶液回到贮藏兼用生成箱，使还原用粉体再溶解，提高还原剂溶液的浓度。另外，在检测出调整箱内的还原剂溶液的浓度高于适当范围时，则通过从稀释管路向调整箱补给溶剂，从而使调整箱的还原剂溶液回到贮藏兼用生成箱，使还原用粉体再溶解，降低还原剂溶液的浓度。由此，能够将调整箱中的还原剂溶液的浓度调整至适当范围。
进一步地，在上述结构中，调整箱装置具备搅拌还原剂溶液的溶液搅拌装置，
所述溶液搅拌装置具有搅拌管路，
所述搅拌管路取出调整箱的还原剂溶液并使其再次回到该调整箱，使还原剂溶液循环而搅拌所述调整箱内的还原剂溶液。
根据上述结构，通过回流用泵，使还原剂溶液经由循环管路进行循环，来对调整箱内的还原剂溶液进行搅拌。由此，能够避免还原剂溶液的浓度不均而使其均匀。另外，与使搅拌翼旋转的机械式搅拌装置相比，振动更强且故障也更少而能够改善维护性。
另外，在上述结构中，内燃机为船用内燃机，且具备：
通过淡化海水来制造溶剂的溶剂制造机；以及
向贮藏兼用生成箱供给所述溶剂的溶剂供给管路，
在所述溶剂供给管路具有将溶剂加热至适当温度的加热装置。
根据上述结构，通过适用于船舶的内燃机，能够有效地利用有限的船体内部空间。另外，通过用加热装置将溶剂加热至适当的温度范围，能够防止还原剂粉体的溶解状态降低，从而高效率地生成还原剂溶液。
进一步地，在上述结构中，兼用箱装置具备：
积存通过固液分离部件与还原剂粉体分离的还原剂溶液的溶液积存部；以及
在调整箱内检测还原剂溶液的液相面的溶剂检测器。
根据上述结构，能够基于溶剂液位计的检测值，使溶剂充分地浸渍还原剂粉末，并将高浓度的还原剂溶液经由溶液分离部件顺利地从溶液积存部取出。
(三)有益效果
根据本发明，能够节省还原剂粉体的贮藏空间，并取消从贮藏箱向生成箱供给还原剂粉体的供给装置，实现低成本化。
附图说明
图1是表示本发明的船用内燃机的废气净化设备的实施例1的概略结构图。
图2是表示贮藏兼用生成箱装置的纵截面图。
图3是废气净化装置的方框图。
图4是表示贮藏兼用生成箱的变形例的纵截面图。
图5是表示本发明的船用内燃机的废气净化设备的实施例2的概略结构图。
图6是表示本发明的船用内燃机的废气净化设备的实施例3的结构图。
具体实施方式
实施例1
[设备概要]
图1是表示本发明的实施例1的船用内燃机的废气净化设备的概略结构的图。该船用内燃机的废气净化设备，在具备用于精制作为溶剂的水的造水机(溶剂制造机)11、以及由大型柴油发动机构成的船用内燃机16的船舶10中，通过还原装置12净化从上述船用内燃机16排出的废气。该还原装置12具备：配置于废气管路16L的还原用催化剂13、以及通过还原装置用泵P3(图3)将供给箱(サービスタンク)14内的尿素水(还原剂溶液)导入并喷射至废气中的喷嘴式的还原剂吹入装置15。然后，将通过还原剂吹入装置15吹入了尿素水的废气导入还原用催化剂13，除去含有氮氧化物(NOx)等的大气污染物质，使废气净化。
该废气净化设备具备生成装置20，该生成装置20用还原剂粉体即尿素粉末U生成尿素水。该生成装置20具备：具有贮藏兼用生成箱(以下，称为兼用箱)31的兼用箱装置30、以及具有将生成于兼用箱31的尿素水以能够调整浓度的方式积存的调整箱41的调整箱装置40。兼用箱31具有：贮藏至少一次航行所需的全部尿素粉末U的贮藏功能、以及向尿素粉末U供给作为溶剂的水而生成尿素水的生成功能。而且，调整箱41的尿素水被供给至还原装置12的供给箱14。调整箱装置40具备：调整箱41、稀释装置42、以及搅拌装置43。
另外，该废气净化设备具备：从造水机11向兼用箱31供给水的溶剂供给管路L0、从兼用箱31向调整箱41供给尿素水的生成管路L1、以及从调整箱41向供给箱14供给尿素水的溶液供给管路L2。
从造水机11向兼用箱31供给水的溶剂供给装置21在溶剂供给管路L0的上游侧设置有溶剂供给用泵P0。另外，在溶剂供给管路L0的到兼用箱31的入口附近，设置有通过从船用内燃机16等取出的热水、蒸汽或电力来加热溶剂供给管路L0的水的加热装置22。该加热装置22防止如下情况：在兼用箱31中用水溶解尿素粉末U时发生吸热反应，由于该吸热反应而导致水的温度下降，从而阻碍溶解。作为溶剂的水的适当温度为例如40℃～50℃。这是由于，若水的温度不足40℃，则尿素粉末U溶于水的溶解量下降，无法获得高浓度的尿素水，若超过50℃，则会产生具有毒性的氨气而使周边环境恶化，将对作业人员造成不良影响。
[兼用箱装置/兼用箱]
图2是表示兼用箱装置30的纵截面图。如图2所示，兼用箱31通过多个洒水喷嘴23a～23d从上方均匀地喷洒自溶剂供给管路L0供给的水，由此使尿素粉末U溶解而生成尿素水。在兼用箱装置30中，一部分的尿素粉末U溶于来自洒水喷嘴23a～23d的水，未溶解的大部分的尿素粉末U残留。该兼用箱31具备：例如方筒状(或是圆筒状)的侧壁31a、底壁31b、以及顶壁31e。底壁31b具有：朝向下方以规定的斜度倾斜的倾斜壁部31c、以及形成于倾斜壁部31c的下端部的开口部31d。另外，顶壁31e形成有具有开闭盖的药剂投入口31f。进一步地，在开口部31d设置有作为固液分离部件的过滤器32，其从尿素粉末U和尿素水的混合物中过滤出尿素水(分离而允许通过)。在该过滤器32的下部，与兼用箱31一体地形成有积存尿素水的溶液积存部33。尿素粉末U非常易溶于水，因此通过了过滤器32的溶液积存部33的尿素水接近尿素粉末U完全溶解的饱和状态。此外，虽然在兼用箱31与溶液积存部33之间设置了过滤器32，但是也可以设置从尿素粉末U和水的混合物中分离尿素水的公知的分离构件，以取代该过滤器32。
如图1所示，在生成管路L1中，按照从上游侧起的顺序，具备：检测尿素水的浓度的生成用浓度计CE1、兼作高浓度化用泵的生成用泵P1、高浓度化管路L3的分支部、生成用阀V1、以及检测向调整箱41送出的尿素水供给量的生成用流量计F1。此外，虽然该生成用浓度计CE1设置于生成管路L1，但是只要能够检测溶液积存部33的尿素水浓度即可，能够任意地选择设置场所。
为了使生成于兼用箱31的尿素水高浓度化，在兼用箱装置30设置有生成用高浓度化装置(高浓度化装置)35。生成用高浓度化装置35具备：生成管路L1的生成用浓度计CE1、生成用泵P1及生成用阀V1；高浓度化管路L3；以及置于高浓度化管路L3中的高浓度化用阀V2。当然，也可以在生成管路L1与高浓度化管路L3的分支部，设置兼作生成用阀V1和高浓度化用阀V2的三通阀。
[生成用高浓度化装置的作用]
在上述结构中，启动生成用泵P1，打开生成用阀V1，关闭高浓度化用阀V2，将溶液积存部33的尿素水从生成管路L1送至调整箱41。这时，通过生成用浓度计CE1检测尿素水的浓度。在该尿素水的浓度低于适当范围的情况下，通过图3所示的生成控制装置(还原剂生成控制装置)45，或是由查看显示装置46的作业人员通过手动操作，来启动生成用高浓度化装置35。即，关闭生成用阀V1，打开高浓度化用阀V2，用生成用泵P1使尿素水经过高浓度化管路L3、溶剂供给管路L0、加热装置22而被送至洒水喷嘴23a～23d，从而能够使尿素粉末U再溶解，提高尿素水的浓度。
这里，还原装置12所使用的尿素水的最佳浓度范围如ISO的AUS40所记载的那样是39重量％以上、41重量％以下。在尿素水的浓度不足39％的情况下，启动生成用高浓度化装置35。
另外，兼用箱31设置有作为溶剂检测器的溶剂液位计36，其对浸渍于尿素粉末U的溶液(尿素水)的液相面进行检测。该溶剂液位计36具备：例如从溶液积存部33连接到兼用箱31的尿素粉末U的上方空间的导管36a、以及根据从导管36a的上端部到液相面的距离来检测液相面的位置的非接触式的距离传感器36b。该溶剂液位计36可以使用磁浮子式、超声波式、或者静电容式等的溶剂液位计36。另外，也可以如虚拟线所示的那样，在液相面的上限位置和下限位置设置检测有无尿素水的接触式的液面开关36c、36d。
该溶剂液位计36的检测值被输入图3所示的生成控制装置45，从而监视兼用箱31的液相面，控制水的供给量，以使过滤器32上方的溶液(尿素水)的液相面至少为从过滤器32起的规定高度：d以上。由此，通过使溶液(尿素水)的液相面的下方部分、例如d＝10cm以上浸渍于尿素粉末U，能够获得接近饱和状态的高浓度的尿素水。
另外，在溶剂液位计36检测出的高度位置附近，设置有检测有无尿素粉末U的还原粉体面位计37。在基于生成用高浓度化装置35的尿素水循环频繁发生的情况下，能够通过超声波式或图像检测式的还原粉体面位计37确认尿素粉末U的剩余量，并与能够以充分的浓度进行溶解的位置对应地来检测有无尿素粉末U。
此外，在实施例1中，与兼用箱31一体地形成了溶液积存部33，但是也可以如图4所示的那样，采用与兼用箱31分开的溶液积存箱(溶液积存部)53。即，兼用箱31在底壁31b附近的侧壁31a形成有开口部51，开口部51通过配管52与溶液积存箱53连接。此外，虽然可以在开口部51安装有仅允许尿素水通过的公知的固液分离部件(或是过滤器)54，但是也可以不安装过滤器54，只要使用内径足够小的配管52，或者采用交替地组合配管52而成的迷宫结构，防止尿素粉末U从兼用箱31内流出，并在配管52内使尿素粉末U几乎完全地溶解即可。另外，溶剂液位计36由对溶液积存箱53的液面进行测量的激光、超声波式或者浮子式等的检测器构成。
该兼用箱31采用将与溶剂供给管路L0连接的多个浸透管55以均匀的间隔垂下并从尿素粉末U的上方插入内部的方式，以取代洒水喷嘴23a～23d。这些浸透管55在埋没于尿素粉末U的下方部分形成有许多孔部，通过从这些孔部将水供给至尿素粉末U的内部，能够进一步地使尿素粉末U均匀地溶解。
[调整箱和调整箱装置]
调整箱装置40设置有稀释装置42，其在供给至调整箱41的尿素水的浓度超过适当范围时，向调整箱41补给水来稀释尿素水，以达到适当范围的浓度。进一步地，在调整箱装置40中设置有搅拌装置43，在通过稀释装置42补给水来进行稀释时，该搅拌装置43搅拌尿素水以达到均一化的浓度。
在将尿素水从调整箱41的底部送至供给箱14的溶液供给管路L2中，按照从上游侧起的顺序依次设置有：调整用浓度计CE2、兼作搅拌用泵[以及回流用泵(实施例2)]的溶液供给用泵P2、从溶液供给管路L2连接至调整箱41的搅拌管路L5的分支部、以及溶液供给用阀V4。此外，虽然该调整用浓度计CE2设置于溶液供给管路L2，但是只要能够检测调整箱41的尿素水浓度即可，能够任意地选择设置场所。
稀释装置42具备：兼作从溶剂供给管路L0连接至调整箱41的稀释管路的溶剂补给管路L4、和设置于该溶剂补给管路L4的溶剂补给用流量计F2以及溶剂补给用阀V3。溶剂补给管路L4从溶剂供给用泵P0与加热装置22之间的溶剂供给管路L0分支。
所述搅拌装置43具备：搅拌管路L5、介于搅拌管路L5中的搅拌用阀V5、搅拌管路L5、与搅拌管路L5的下游端(出口端)连接而设置于调整箱41的喷嘴(未图示)。未图示的所述喷嘴例如沿着使调整箱41内的尿素水形成涡流的切线方向设置，由此，可利用循环的尿素水有效地进行搅拌，实现尿素水浓度的均一化。
这里，对稀释装置42的浓度调整动作进行说明。
首先，启动生成用泵P1，通过生成用浓度计CE1对从生成管路L1送至调整箱41的尿素水的浓度进行检测。在尿素水浓度高于适当范围的情况下，通过生成控制装置45，启动稀释装置42和搅拌装置43。在稀释装置42中，通过生成控制装置45，基于由生成用流量计F1检测出的尿素水的供给量、和由生成用浓度计CE1检测出的尿素水浓度，算出水的补给量，从而，控制溶剂补给用阀V3的开度以及开放时间。该水的补给量通过溶剂补给用流量计F2进行检测并被反馈至生成控制装置45。进一步地，在搅拌装置43中，关闭溶液供给阀V4，打开搅拌用阀V5，启动溶液供给用泵P2，使调整箱41的底部的尿素水，经过溶液供给管路L2以及搅拌管路L5回到调整箱41，利用循环的尿素水搅拌尿素水，能够实现浓度的均一化。
这里，在尿素水浓度不足39重量％、39重量％以上41重量％以下(适当范围)、以及超过41重量％的情况下的各阀V1～V3的开闭动作如表1所示。
[表1]
CE1的浓度 CE1<39％ 39％≤CE1≤41％ 41％<CE1
V1 闭 开 开
V2 开 闭 闭
V3 闭 闭 开
[气体净化设备的动作]
参照图3，对上述废气净化设备的运转方式进行说明。在生成控制装置45中，设置有：操作盘44，其能够进行手动操作及数据输入；以及显示装置46，其分别显示向生成控制装置45输入的各浓度计CE1、CE2、各液面传感器14R、41R、各液位计36、37的检测值、各泵P0～P3、各阀V1～V4的操作状态。而且，如图3所示，控制船用内燃机16的船用发动机控制装置的信号被输入到还原剂吹入装置15，而从该还原剂吹入装置15发出的信号则被输入到生成控制装置45。
若船用内燃机16被驱动而从废气管路16L排出废气，则将供给箱14的尿素水通过还原剂吹入装置15吹入到废气中。若供给箱液面传感器14R(图3)检测到供给箱14的尿素水减少，则启动溶液供给用泵P2，将调整箱41的尿素水供给至供给箱14。
进一步地，若调整箱液面传感器41R检测到调整箱41的尿素水减少，则启动生成用泵P1，将溶液积存部33的尿素水供给至调整箱41。进一步地，若溶剂液位计36(图3)检测到兼用箱31的尿素水减少，则启动溶剂供给用泵P0，将水从溶剂供给管路L0供给至兼用箱31。
[实施例1的效果]
根据上述实施例1，得到下述(1)～(6)的效果。
(1)由于设置兼用箱31，该兼用箱31贮藏尿素粉末U并且将作为溶剂的水向贮藏的尿素粉末U供给而使其溶解以生成尿素水，且该兼用箱31中至少贮藏有一次航行所需的尿素粉末U，因此能够取消以往所需的贮藏尿素粉末U的贮藏空间、将尿素粉末U从贮藏箱供给至生成用箱的输送装置，从而使废气净化设备节省空间化。另外，相较于装载尿素粉末U、尿素水的结构，能够实现装载容量的降低。
(2)由于在兼用箱装置30设置有生成用高浓度化装置35，该生成用高浓度化装置35使生成于兼用箱31的尿素水高浓度化，因此即使在因为尿素粉末U的减少、由作为溶剂的水的吸热作用所导致低温化等而使生成于兼用箱31的尿素水浓度降低的情况下，也能够通过使生成的尿素水经过高浓度化管路L3回到兼用箱31，使尿素粉末U再溶解，从而生成高浓度的尿素水。
(3)在调整箱装置40中，在被送至调整箱41的尿素水的浓度高于适当范围的情况下，通过稀释装置42将作为溶剂的水经由溶剂补给管路L4向调整箱41补给。由此，能够向还原装置12供给适于废气还原的适当范围的浓度的尿素水。
(4)以往的设置于尿素水箱的机械式搅拌装置采用具有螺旋桨及其驱动机构等的复杂的结构。特别是在将机械式搅拌装置搭载于船舶的情况下，会由于波浪所导致的船体摇动而发生粉对搅拌轴的冲击等，存在发生故障的风险。在实施例1中，通过调整箱装置40的搅拌装置43，使调整箱41内的尿素水，经由溶液供给管路L2及搅拌管路L5进行循环。这样，通过循环水流来搅拌调整箱41的尿素水，因此能够高效地实现浓度的均一化，而且故障少、减少维护，能够削减成本。
(5)由于在溶剂供给管路L0设置有加热装置22，因此能够使水的温度适于溶解尿素粉末U，防止因尿素粉末U的溶解的吸热作用而导致溶解速度、溶解浓度下降，并且不会产生有害的氨气。
(6)基于溶剂液位计36的检测值，在兼用箱31中，使溶剂充分地浸渍尿素粉末U，因此能够获得高浓度的尿素水。
实施例2
图5是表示本发明实施例2的船用内燃机的废气净化设备的概略结构的图。此外，对于与实施例1相同的部件标注同一符号而省略说明。
在实施例1中，是在兼用箱装置30设置生成用高浓度化装置35，并在调整箱装置40设置稀释装置42，但是在实施例2中，则是在调整箱装置60设置浓度调整装置61，该浓度调整装置61具备：稀释装置42、和调整用高浓度化装置(高浓度化装置)62。
在从调整箱41连接至供给箱14的溶液供给管路L2，按照从上游侧起的顺序依次设置有：调整用浓度计CE2、搅拌及回流兼用的溶液供给用泵P2、上游部局部地兼作搅拌管路L5的回流管路L6的上游侧连接部、以及溶液供给用阀V4。调整用浓度计CE2测量流通于溶液供给管路L2的尿素水的浓度。回流管路L6按照从上游侧起的顺序依次设置有：搅拌管路L5的分支部、和回流用阀V6，且回流管路L6的下游端与溶剂供给管路L0连接。因此，在调整用高浓度化装置62中，若通过调整用浓度计CE2检测到溶液供给管路L2的尿素水的浓度低于适当范围，则关闭溶液供给用阀V4，打开回流用阀V6，(关闭搅拌用阀V5)，使溶液供给管路L2的尿素水经由回流管路L6及溶剂供给管路L0回到兼用箱31，从洒水喷嘴23a～23d进行再喷洒，使尿素粉末U再溶解，并从溶液积存部33向调整箱41进行输送，使尿素水高浓度化。当然，也可以在回流管路L6中与搅拌管路L5的分支部设置兼作回流用阀V6和搅拌用阀V5的三通阀。
这里，对浓度调整装置61的浓度调整动作进行说明。
在上述浓度调整装置61中，启动溶液供给用泵P2，通过调整用浓度计CE2对从溶液供给管路L2送至供给箱14的尿素水的浓度进行检测。在尿素水浓度高于适当范围的情况下，通过生成控制装置45启动稀释装置42和搅拌装置43。首先，在搅拌装置43中，分别关闭溶液供给用阀V4和回流用阀V6，并打开搅拌用阀V5，使溶液供给管路L2的尿素水经由回流管路L6、搅拌管路L5回到调整箱41。然后，在稀释装置42中，基于调整用浓度计CE2测得的尿素水的浓度、和调整箱41的尿素水量，通过生成控制装置45控制溶剂补给用阀V3的开度，从溶剂补给管路L4向调整箱41补给规定量的水，将尿素水稀释至适当范围的浓度。另外，通过搅拌装置43的动作来实现调整箱41中的尿素水浓度的均一化，并通过调整用浓度计CE2来检测尿素水的准确的浓度。
另外，相反地，在通过调整用浓度计CE2检测出的尿素水浓度低于适当范围的情况下，则可如上所述的那样，通过调整用高浓度化装置62来提高尿素水的浓度。
在尿素水浓度不足39重量％、39重量％以上41重量％以下(适当范围)、以及超过41重量％的情况下的阀V1和V3～V6的开闭动作如表2所示。
[表2]
CE2的浓度 CE2<39％ 39％≤CE2≤41％ 41％<CE2
V1 开 开 开(闭)
V3 闭 闭 开
V4 闭 开 闭
V5 开(闭) 闭 开
V6 开 闭 闭
根据上述实施例2，得到与实施例1的效果的(1)、(3)、(5)、(6)同样的效果。进一步地，由于在调整箱41中设置了具备稀释装置42和调整用高浓度化装置62的浓度调整装置61，因此能够基于调整用浓度计CE2的检测值，通过稀释装置42使尿素水的浓度降低，通过调整用高浓度化装置62促进尿素水的高浓度，从而获得适于还原的范围的浓度的尿素水。
实施例3
图6是表示本发明实施例3的船用内燃机的废气净化设备的概略结构的图。实施例3的废气净化设备分别设置有：在实施例1中进行了说明的兼用箱装置30的生成用高浓度化装置35、在实施例2中进行了说明的调整箱装置60的调整用高浓度化装置62、以及实施例1和2中通用的稀释装置42、搅拌装置43。
在实施例3中，能够选择性地使用两个高浓度化装置35、62，实现尿素水的高浓度化，并通过稀释装置42、搅拌装置43来实现尿素水浓度的下降。而且，即使高浓度化装置35、62中的一个由于故障而无法使用，也能够使用另一个来实现高浓度化。
根据实施例3，能够得到与实施例1和2同样的作用效果。
虽然在上述实施例1～3中，采用了使用催化剂的选择性催化还原方式(SCR)，但是本发明也可以用于不使用催化剂的无催化脱硝方式(SNCR)。
上述实施例1～3中的构成部件在不会相互干渉或发生矛盾的范围内，可以适当地组合使用。
工业实用性
除了船用内燃机16以外，也可以作为陆地上的内燃机(例如火力发电厂、垃圾焚烧炉等)的废气净化装置使用。此外，本说明书中的内燃机不限于将火力、电力或是水力等能量转换为机械能的机械装置(所谓的发动机)，也包含火力发电厂或是垃圾焚烧炉等的进行燃烧的设备。

Claims (7)

1.一种内燃机的废气净化设备，其具备：
内燃机；向所述内燃机的废气管路的废气中供给还原剂溶液的还原装置；以及用还原剂粉体制造还原剂溶液的生成装置，
所述生成装置具备：
兼用箱装置，其具有贮藏还原剂粉体并且将溶剂供给至还原剂粉体而使其溶解的贮藏兼用生成箱；以及
调整箱装置，其具有积存从所述贮藏兼用生成箱取出的还原剂溶液的调整箱且能够调整浓度，
调整箱装置具备将还原剂溶液的浓度调整至适当范围的浓度调整装置，
所述浓度调整装置具有：
测量所述调整箱的还原剂溶液的浓度的调整用浓度计；
使所述调整箱的还原剂溶液回到贮藏兼用生成箱而使还原剂粉体再溶解的回流管路；以及
向所述调整箱补给溶剂的稀释管路。
2.一种内燃机的废气净化设备，其具备：
内燃机；向所述内燃机的废气管路的废气中供给还原剂溶液的还原装置；以及用还原剂粉体制造还原剂溶液的生成装置，
所述生成装置具备：
兼用箱装置，其具有贮藏还原剂粉体并且将溶剂供给至还原剂粉体而使其溶解的贮藏兼用生成箱，
兼用箱装置具备使生成于贮藏兼用生成箱的还原剂溶液高浓度化的高浓度化装置，
所述高浓度化装置具有：
测量还原剂溶液的浓度的生成用浓度计；以及
使生成的还原剂溶液回到所述贮藏兼用生成箱而使还原剂粉体再溶解的高浓度化管路。
3.根据权利要求2所述的内燃机的废气净化设备，其特征在于，
所述生成装置具备：
调整箱装置，其具有积存从所述贮藏兼用生成箱取出的还原剂溶液的调整箱且能够调整浓度。
4.根据权利要求3所述的内燃机的废气净化设备，其特征在于，
调整箱装置具备调整还原剂溶液的浓度的稀释装置，
所述稀释装置具有向所述调整箱补给溶剂的溶剂补给管路。
5.根据权利要求3或4所述的内燃机的废气净化设备，其特征在于，
调整箱装置具备搅拌还原剂溶液的溶液搅拌装置，
所述溶液搅拌装置具有搅拌管路，
所述搅拌管路取出调整箱的还原剂溶液并使其再次回到该调整箱，使还原剂溶液循环而搅拌所述调整箱内的还原剂溶液。
6.根据权利要求2或3所述的内燃机的废气净化设备，其特征在于，
内燃机为船用内燃机，且具备：
通过淡化海水来制造溶剂的溶剂制造机；以及
向贮藏兼用生成箱供给所述溶剂的溶剂供给管路，
在所述溶剂供给管路具有将溶剂加热至适当温度的加热装置。
7.根据权利要求2或3所述的内燃机的废气净化设备，其特征在于，
兼用箱装置具备：
积存通过固液分离部件与还原剂粉体分离的还原剂溶液的溶液积存部；以及
在贮藏兼用生成箱内检测还原剂溶液的液相面的溶剂检测器。
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