[實用新型]一種車用尿素SCR系統(tǒng)的混合裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020659664.6
• 申請日: 2010-12-15
• 公開（公告）號: CN201902251U
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳鎮(zhèn);周小燕;陸國棟;帥石金;趙彥光
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州銀輪科技有限公司;浙江銀輪機(jī)械股份有限公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;B01D53/94;B01D53/56;B01F5/18;B01F3/08
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 沈孝敬

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型專利涉及柴油機(jī)排氣后處理系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種車用尿素SCR系統(tǒng)的混合裝置。

背景技術(shù)

選擇性催化還原(SCR)是目前公認(rèn)的減少柴油機(jī)NOx排放最有效的后處理技術(shù)之一，也被認(rèn)為是最符合中國國情的、能滿足國IV排放要求的后處理技術(shù)之一。尿素SCR通過向排氣管中噴入一定量的尿素水溶液，尿素水溶液再經(jīng)過蒸發(fā)、熱解和水解過程得到還原劑NH₃，NH₃在催化劑的作用下選擇性的將NOx還原成N₂，從而實現(xiàn)降低排氣中NOx的含量。尿素SCR后處理技術(shù)在歐洲已經(jīng)使用數(shù)年，是歐洲解決歐IV/V排放要求的主流技術(shù)路線；在美國為了滿足更加嚴(yán)格的EPA2010，多數(shù)發(fā)動機(jī)制造商已經(jīng)開始使用SCR后處理技術(shù)；在我國主要發(fā)動機(jī)企業(yè)已經(jīng)完成了滿足國IV排放法規(guī)的尿素SCR系統(tǒng)，并在北京、上海等地已經(jīng)有越來越多的搭載SCR后處理系統(tǒng)滿足國IV的公交車。

目前廣泛應(yīng)用的尿素SCR系統(tǒng)主要分成兩類：空氣輔助噴射系統(tǒng)和無空氣輔助噴射系統(tǒng)?？諝廨o助SCR系統(tǒng)一般噴嘴安裝在排氣管中心，尿素水溶液在壓縮空氣的輔助下朝排氣管壁四周垂直噴射，在空氣輔助作用下霧化相對較好，不易形成結(jié)晶，但多一路壓縮空氣，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜；無空氣輔助SCR系統(tǒng)一般在管壁安裝電磁閥式噴嘴，從排氣管壁一端沿一定角度朝排氣管另一端噴射，這種系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)簡單，但霧化和混合效果較差，容易形成尿素結(jié)晶。

大量研究表明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，形成均勻的氨分布，從而提高NOx的轉(zhuǎn)化效率，減少低溫下尿素沉積物的生成量，降低氨泄漏?；旌掀髟O(shè)計應(yīng)該考慮尿素水溶液噴霧形態(tài)的特點，如果混合器設(shè)計能夠根據(jù)噴霧形態(tài)的特點在噴霧效果最差的噴嘴出口區(qū)域和容易發(fā)生結(jié)晶的噴霧正對壁面處形成強烈擾流，那么混合器的混合效果將會更好。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型要解決的是現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，其目的是：針對無空氣輔助SCR系統(tǒng)，噴霧沿排氣管壁一端噴向另一端的形式，根據(jù)噴霧的特性，通過混合器合理組織排氣管中氣流運動，在噴嘴出口噴霧最差的地方和容易發(fā)生結(jié)晶的噴霧正對壁面處形成形成強烈的擾流，促進(jìn)還原劑氨的混合效果、提高NOx的轉(zhuǎn)化效率，并降低沉積物的生成量和氨泄漏。

為實現(xiàn)以上目的，本專利采用的技術(shù)方案是：

一種車用尿素SCR系統(tǒng)的混合裝置，包括管體、混合器翼片裝置和噴嘴，其特征在于所述的噴嘴斜置在管體壁面上，所述的混合器翼片裝置緊靠噴嘴并安裝在噴嘴前端，所述的混合器翼片裝置包括4個翼片，其中：第一和第二翼片中間構(gòu)成了與噴霧形態(tài)類似的流體通道，所述的第一翼片和第二翼片具有一定的傾斜度并朝中心區(qū)域扭轉(zhuǎn)；第三翼片為擋板形結(jié)構(gòu)，靠近管壁設(shè)置，安裝的方向與噴霧軸線垂直，同時朝壁面扭轉(zhuǎn)；第四翼片沿噴霧軸線方向放置，由左右交替扭轉(zhuǎn)的一組葉片構(gòu)成。

本實用新型的混合裝置，由于所述的第一翼片和第二翼片具有一定的傾斜度并朝中心區(qū)域扭轉(zhuǎn)，能夠?qū)]有噴霧到達(dá)的區(qū)域的流體引流到流體通道中，增強噴霧處的流動強度，尤其在噴嘴出口處形成強烈的擾流，促進(jìn)尿素液滴的均勻分布。擋板形的第三翼片，可引導(dǎo)部分流體往噴霧正對著的壁面方向流動，增強此處的流動以促進(jìn)壁面尿素液滴的分布，同時可以減少壁面結(jié)晶現(xiàn)象。由左右交替扭轉(zhuǎn)的一組葉片構(gòu)成的第四翼片，用來進(jìn)一步混合噴霧液滴。

本實用新型不僅可以使得噴嘴噴射的尿素水溶液和尾氣在進(jìn)入SCR催化器之前得到充分的混合，減少尿素在壁面的結(jié)晶，同時結(jié)構(gòu)緊湊，易于加工和安裝，其效果經(jīng)專用設(shè)計軟件計算分析得到驗證。

根據(jù)本實用新型，所述的管體一端通過連接法蘭與排氣管道相連，另一端和后端管道或催化器相連。因而，本實用新型可以通過可拆卸的方式與排氣管道相連。

根據(jù)本實用新型，混合器設(shè)置在噴嘴前端，避免了在混合器上沉積、結(jié)晶，堵塞排氣管道的問題。噴嘴位置設(shè)在擾流活躍區(qū)，可以讓尿素水溶液和尾氣充分的混合。

本實用新型的車用尿素SCR系統(tǒng)的混合裝置的管體采用304或304以上不銹鋼材制作。

附圖說明

圖1為無空氣輔助的尿素SCR系統(tǒng)示意圖。

圖2為柴油機(jī)排氣管路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本實用新型混合器的正視圖。

圖4為本實用新型混合器的俯視圖。

圖5為本實用新型混合器翼片裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為噴孔噴霧形態(tài)圖。