[發(fā)明專利]一種尿素混合裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010226366.2
• 申請(qǐng)日: 2010-07-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101900018A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙彥光;帥石金;肖建華;王建昕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): F01N3/20
• 分類號(hào): F01N3/20;B01D53/94
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關(guān)暢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種尿素混合裝置，特別是關(guān)于一種用于柴油機(jī)NOx(氮氧化物)尿素SCR(選擇催化還原)系統(tǒng)中的尿素混合裝置，屬于汽車尾氣處理及內(nèi)燃機(jī)排放控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)

尿素混合器是用于尿素SCR系統(tǒng)的一種裝置，主要用來(lái)提高尿素SCR系統(tǒng)的NOx轉(zhuǎn)化效率，并減少沉積物的生成。尿素SCR系統(tǒng)是降低重型柴油機(jī)NOx排放最有效的技術(shù)之一。近些年來(lái)，人們對(duì)車用尿素SCR技術(shù)研究的逐步加深，不斷解決應(yīng)用中的各種問(wèn)題。車用尿素SCR技術(shù)在歐洲已經(jīng)實(shí)用化，并正在世界范圍內(nèi)被推廣使用。在中國(guó)，由于柴油硫含量較高，尿素SCR技術(shù)以其抗硫性能好，被認(rèn)為是重型柴油機(jī)最可行的NOx排放控制后處理技術(shù)。從2008年北京奧運(yùn)會(huì)開(kāi)始，北京一部分公交車已經(jīng)應(yīng)用了尿素SCR系統(tǒng)。雖然尿素SCR系統(tǒng)正在世界范圍內(nèi)被推廣，但仍有一些問(wèn)題需要解決，比如低溫下如何提高NOx轉(zhuǎn)化效率，如何降低沉積物，由于混合不均勻等因素造成的氨泄漏等等。

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，尿素SCR系統(tǒng)中的尿素混合器對(duì)尿素溶液的噴霧、蒸發(fā)、分解以及混合有很大的影響，尤其是在排氣溫度較低時(shí)影響更顯著。尿素混合器能夠使尿素噴霧液滴更充分地與排氣混合，提高混合均勻性，加快尿素液滴的蒸發(fā)，促進(jìn)尿素的分解，從而提高NOx的轉(zhuǎn)化效率，并減少低溫下尿素沉積物的生成量，降低氨泄漏。尿素混合器的設(shè)計(jì)需要考慮多種因素的影響，不僅要求壓力損失小，能夠提高NOx轉(zhuǎn)化效率，還要求加工使用成本低、尺寸緊湊、加工方便、使用安裝靈活、使用的機(jī)械耐久性好和材料耐腐蝕等。一般來(lái)說(shuō)，一款尿素混合器不可能在各個(gè)方面都達(dá)到最優(yōu)，應(yīng)根據(jù)應(yīng)用的側(cè)重點(diǎn)來(lái)不斷改進(jìn)尿素混合器的設(shè)計(jì)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)把尿素混合器和尿素噴嘴設(shè)計(jì)作為一個(gè)系統(tǒng)來(lái)考慮，這樣尿素混合器與尿素噴霧相互配合才會(huì)使混合效果達(dá)到最佳。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種用于柴油機(jī)NOx尿素SCR系統(tǒng)中的尿素混合裝置，該尿素混合裝置可以在不產(chǎn)生很大的壓力損失時(shí)提高NOx的轉(zhuǎn)化效率，并降低沉積物的生成量和氨泄漏。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種尿素混合裝置，其特征在于：它包括至少兩組葉片對(duì)，每組所述葉片對(duì)包括兩個(gè)折起方向相對(duì)設(shè)置的葉片；所述葉片對(duì)均布于同一圓形橫截面上，且相交于所述圓形橫截面的圓心。

所述葉片為夾角呈45°、60°或90°的扇形。

每個(gè)所述葉片所在平面與所述圓形橫截面所在平面的夾角為50°～90°，且優(yōu)選為75°。

所述葉片采用304以上不銹鋼材制作，且所述葉片1的厚度為1mm～2mm。

所述葉片對(duì)通過(guò)法蘭安裝在選擇催化還原系統(tǒng)的排氣管中尿素噴嘴后端。

本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明安裝在排氣管中尿素噴嘴后端，排氣經(jīng)過(guò)混合時(shí)因葉片的擾流作用會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的氣流擾動(dòng)，強(qiáng)烈的湍流運(yùn)動(dòng)使排氣與尿素噴霧混合地更均勻，并加快尿素溶液的蒸發(fā)、分解，從而使NOx轉(zhuǎn)化效率提高，減小因氨分布不均勻而造成的氨泄漏。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，安裝本發(fā)明的尿素SCR系統(tǒng)的NOx轉(zhuǎn)化效率可以最大提高約10％。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的正視圖

圖2是本發(fā)明的側(cè)視圖

圖3是本發(fā)明的使用狀態(tài)圖

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括8個(gè)呈45°夾角的扇形葉片1，每個(gè)葉片1的折起方向依次交替相對(duì)，共形成4組葉片對(duì)。4組葉片對(duì)均布于SCR系統(tǒng)排氣管2的橫截面上，且相交于該橫截面的圓心。每個(gè)葉片1所在平面與排氣管2的橫截面所在平面的夾角為75°，該夾角可以根據(jù)不同排氣管徑和不同壓力損失要求進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整范圍在50°～90°之間，角度的調(diào)整以不使葉片1間發(fā)生干涉為幾何結(jié)構(gòu)的基本要求。

上述實(shí)施例中，葉片1采用304以上不銹鋼材制作，且葉片1的厚度為1mm～2mm。

上述實(shí)施例中，葉片1也可以選用6個(gè)60°夾角的扇形葉片組成3組葉片對(duì)，或選用4個(gè)90°夾角的扇形葉片組成2組葉片對(duì)，實(shí)際當(dāng)中可根據(jù)不同的使用條件和要求來(lái)確定葉片1的數(shù)目和角度。

如圖3所示，本發(fā)明使用時(shí)，將其焊接在法蘭3上，并安裝在排氣管2中尿素噴嘴4后端(距尿素噴嘴4的安裝距離可以根據(jù)不同的排氣管直徑、噴嘴形式等進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整)，使排氣和尿素噴霧經(jīng)過(guò)葉片1時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈擾流，促進(jìn)排氣和尿素噴霧的混合，同時(shí)葉片1與尿素接觸時(shí)對(duì)尿素的分解有一定的促進(jìn)作用，加快了尿素的分解。通過(guò)法蘭3可以方便的進(jìn)行安裝、拆卸。

實(shí)施例：