[發(fā)明專利]一種用于柴油機尾氣后處理的SCR催化轉(zhuǎn)化器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110460418.7
• 申請日: 2011-12-31
• 公開（公告）號: CN102536399A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張婷;李兵;周小燕;孔芬霞;許錦皋;周健偉;陸國棟
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州銀輪科技有限公司;浙江銀輪機械股份有限公司
• 主分類號: F01N3/28
• 分類號: F01N3/28;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

本發(fā)明涉及柴油機排氣后處理系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體的說是涉及柴油機尾氣后處理的SCR催化器。

背景技術(shù)

柴油機在動力性、經(jīng)濟性和可靠性方面都比汽油機有明顯的優(yōu)勢，特別是CO₂排放低，其用途已逐漸擴展到各類車型上。但柴油機存在最大的問題是氮氧化物(NO_x)和顆粒物(PM)排放嚴重。隨著中國排放控制法規(guī)越來越嚴，以及國產(chǎn)柴油發(fā)動機性能及油品問題，光靠機內(nèi)凈化措施顯得力不從心，因此有必要采取機外后處理裝置來達到排放目標。

柴油發(fā)動機尾氣選擇性催化還原技術(shù)(SCR)是車用柴油發(fā)動機的一種機外后處理技術(shù)，可以有效改善柴油機NO_x的排放，并對柴油含硫量不敏感。該技術(shù)通過在排氣管中噴入一定濃度的尿素溶液，經(jīng)熱解(反應(yīng)1)和水解(反應(yīng)2)后產(chǎn)生的NH₃和NO_x在催化轉(zhuǎn)化器中發(fā)生還原反應(yīng)(反應(yīng)3-5)，將NO_x轉(zhuǎn)化為H₂O和N₂。

(NH₂)²CO→NH₃+HNCO????????(1)

H₂O+HNCO→NH₃+CO₂?????????(2)

4NO+4NH₃+O₂→4N₂+6H₂O?????(3)

2NH₃+NO+NO₂→2N₂+3H₂O?????(4)

6NO₂+8NH₃→7N₂+12H₂O??????(5)

對于用于柴油機尾氣處理的SCR催化轉(zhuǎn)化器的主要評價指標，可以由以下指標來評價：

1、流體在各個催化劑載體間的分布以及每個催化劑載體前端面的流動均勻性值。

改善尾氣在各個催化劑載體間的質(zhì)量流量分布，有利于提高載體催化劑的利用率，提高催化劑的轉(zhuǎn)化效率；有利于降低氣流在催化劑載體上的壓力損失；有利于催化劑載體更快的達到起燃溫度。

2、系統(tǒng)的壓力損失

催化轉(zhuǎn)化器的壓力損失時整個排氣系統(tǒng)的一個部分，降低催化轉(zhuǎn)化器的壓力損失有利于降低排氣系統(tǒng)的背壓，從而有利于改善發(fā)動機的性能。

3、空速

空速的大小反應(yīng)了氣流在催化劑載體上的停留時間。空速越小，氣流在催化劑載體中的停留時間越長，轉(zhuǎn)化效率就越高。

4、聲學插入損失

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，在于提供一種流動性能好、排氣與尿素的混合性能佳、壓損適中，并具有一定的消聲功能，用于柴油機尾氣后處理的SCR催化轉(zhuǎn)化器。

為實現(xiàn)以上目的，本專利采用的技術(shù)方案是：

一種用于柴油機尾氣后處理的SCR催化轉(zhuǎn)化器，包括殼體、左端蓋、右端蓋、左擋板、右擋板、氣體入口管、進氣管小擋板、氣體出口管和至少一個催化劑載體組件，其特征在于左右擋板間隔安裝在殼體中，將殼體分隔成左側(cè)的進氣腔，中間的出氣腔和右側(cè)的出氣緩沖腔，其中，左擋板將進氣腔和出氣腔分隔，右擋板將出氣腔和出氣緩沖腔分隔；所述的右擋板上設(shè)有多個開孔，可將出氣緩沖腔和出氣腔連通；所述的氣體入口管從殼體左上部插入所述的進氣腔內(nèi)，氣體入口管上開有多排小孔，且氣體入口管下端被所述的進氣管小擋板封住；氣體出氣管從殼體中間下部插入所述的出氣腔內(nèi)，并與所述的出氣腔聯(lián)通；所述的催化劑載體組件設(shè)置在出氣腔內(nèi)，并連接在左擋板和右擋板之間，且分別與所述的進氣腔和出氣緩沖腔聯(lián)通。

根據(jù)本發(fā)明，兩個或多個催化劑載體組件平行設(shè)置，所述的每個催化劑載體組件包括一個或多個串聯(lián)的催化劑載體，每個催化劑載體外包覆有襯墊，所述的襯墊外包覆有一個外殼。催化劑載體組件中的外殼和襯墊可以保護和夾持催化劑載體，防止催化劑載體在工作中失效。

根據(jù)本發(fā)明，所述的每個催化劑載體均為圓柱形結(jié)構(gòu)，并沿軸向設(shè)有多條貫穿兩端面的平行通道，各通道的內(nèi)表面設(shè)有催化劑涂層，所述的催化劑為沸石基催化劑和礬石基催化劑。

根據(jù)本發(fā)明，所述的氣體出口管從殼體中間的出氣腔中插入，氣體通過氣體出氣管排到大氣中。