[實(shí)用新型]一種用于柴油機(jī)尿素選擇性催化還原裝置的靜態(tài)混合器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020660087.2
• 申請(qǐng)日: 2010-12-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202028346U
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳鎮(zhèn);周小燕;陸國(guó)棟;帥石金;趙彥光
• 申請(qǐng)（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(hào): B01F5/06
• 分類號(hào): B01F5/06;F01N3/20;B01D53/94;B01D53/56
• 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(shí)用新型專利涉及汽車排氣后處理系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)是涉及一種用于柴油機(jī)尿素選擇性催化還原裝置的靜態(tài)混合器。?

背景技術(shù)

選擇性催化還原(SCR)后處理技術(shù)是目前柴油機(jī)控制NOx的主要技術(shù)手段之一。SCR的主要原理是向排氣管中攝入一定量的還原劑，在催化劑的作用下，還原劑與排氣中的NOx發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成無(wú)害的N₂排出，達(dá)到降低NOx排放的目的。尿素(Urea)作為還原性氨氣(NH₃)的載體，因具有無(wú)毒、無(wú)味、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)成為車用柴油機(jī)SCR技術(shù)的首選還原劑。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(guó)為了滿足更加嚴(yán)格的EPA2010，多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)制造商已經(jīng)開(kāi)始使用SCR后處理技術(shù)；在我國(guó)主要發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)已經(jīng)完成了滿足國(guó)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(lái)越多的搭載SCR后處理系統(tǒng)滿足國(guó)Ⅳ的公交車。雖然尿素SCR系統(tǒng)正在世界范圍內(nèi)被推廣和應(yīng)用，但仍有很多問(wèn)題有待解決，例如：低溫時(shí)如何提高NOx的轉(zhuǎn)化效率，如何降低沉積物生成，混合不均勻等因素造成的轉(zhuǎn)化效率低和氨泄漏等等。?

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。但是，在噴嘴后端安裝混合器可能造成噴霧在混合器處產(chǎn)生結(jié)晶，同時(shí)安裝混合器還會(huì)造成排氣壓力增加影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能，因此混合器的設(shè)計(jì)和應(yīng)用需要綜合考慮混合器的結(jié)晶、混合效果和壓降因素。?

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的是現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，其目的是：根據(jù)噴霧的特性，通過(guò)混合器合理組織排氣管中氣流運(yùn)動(dòng)，在允許的壓力損失前提下促進(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(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：?

一種用于柴油機(jī)尿素選擇性催化還原裝置的靜態(tài)混合器，包括管體、混合器翼片和噴嘴，其特征在于所述的噴嘴設(shè)置在管體中心軸線上，所述的混合器翼片緊靠噴嘴并安裝在噴嘴前端，混合器翼片為整體碗式結(jié)構(gòu)，其沿噴霧軸線方向布置有扇形的孔式流體通道，中部沿氣流反方向凸起。?

本實(shí)用新型的用于柴油機(jī)尿素選擇性催化還原裝置的靜態(tài)混合器，根據(jù)噴霧的特性，通過(guò)混合器合理組織排氣管中氣流運(yùn)動(dòng)，在噴嘴出口噴霧最差的地方形成強(qiáng)烈的擾流，而沿噴霧軸向方向，噴霧霧化效果逐漸變好，氣流運(yùn)動(dòng)也隨之減弱。其翼片中部沿氣流反方向的凸起，可引導(dǎo)中部氣流通過(guò)流體通道孔處流出，從而增強(qiáng)噴嘴出口處氣流強(qiáng)度增強(qiáng)噴霧的霧化效果。?

本實(shí)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(shí)又可以根據(jù)不同發(fā)動(dòng)機(jī)特征改變主要特性設(shè)計(jì)參數(shù)來(lái)滿足混合與壓降的要求，其效果經(jīng)專用設(shè)計(jì)軟件計(jì)算分析得到驗(yàn)證。?

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，在噴霧夾角無(wú)噴霧區(qū)域開(kāi)一定數(shù)量的小孔用來(lái)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣背壓的要求來(lái)調(diào)整混合器產(chǎn)生的壓降。?

根據(jù)本實(shí)用新型，碗形深度為管體直徑的0-1.5倍。?

根據(jù)本實(shí)用新型，扇形的張角為20-85°。?

根據(jù)本實(shí)用新型，所述的管體一端通過(guò)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(shí)用新型可以通過(guò)可拆卸的方式與排氣管道相連。?

根據(jù)本實(shí)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(wèn)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。?

根據(jù)本實(shí)用新型，所述的流體通道根據(jù)噴嘴噴孔數(shù)量為3-8個(gè)，優(yōu)選4-6個(gè)，且均勻設(shè)置。?

本實(shí)用新型用于柴油機(jī)尿素選擇性催化還原裝置的靜態(tài)混合器，管體采用304及以上不銹鋼材制作。?

附圖說(shuō)明

圖1為柴油機(jī)排氣后處理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(shí)用新型混合器的正視圖。?

圖4為本實(shí)用新型混合器的俯視圖。?

圖5為本實(shí)用新型翼片的結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖6為本實(shí)用新型噴孔噴霧形態(tài)圖。?

圖7是另一實(shí)施方式的混合器的俯視圖。?

圖8是圖7實(shí)施方式噴孔噴霧的形態(tài)圖。?