[發明專利]一種用于大功率柴油機SCR系統的靜態混合裝置

在審

• 申請號: 201510394693.1
• 申請日: 2015-07-07
• 公開（公告）號: CN104963750A
• 公開（公告）日: 2015-10-07
• 發明（設計）人: 馬哲樹;劉吉財;陳蘇蓉;侯小宇;薛光遠;徐亮
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: F01N3/28
• 分類號: F01N3/28
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張弛

技術領域

本發明屬于大功率柴油機排氣后處理系統領域，更具體地說是涉及一種用于大功率柴油機SCR系統的靜態混合裝置。

背景技術

選擇性催化還原(SCR)作為重型柴油機降低NOx的主流技術，是指在催化劑的作用下，通過抑制還原劑的非選擇性燃燒而促進與NOx反應形成N2的過程。目前使用最廣泛的是尿素SCR系統，尿素SCR系統是將尿素作為還原劑，通過向排氣管道中噴入一定量的尿素水溶液，尿素水溶液通過蒸發、熱解和水解過程得到還原劑NH3，NH3作為還原劑在催化劑的作用下與柴油機尾氣中的NOx反應生成N2，以此來降低尾氣中的NOx含量。

目前應用最廣泛的尿素SCR系統主要有兩類：空氣輔助SCR系統及無空氣輔助SCR系統。空氣輔助SCR系統尿素水溶液在壓縮空氣的輔助作用下噴射霧化效果更好，所以尿素水溶液液滴與排氣的混合更均勻，SCR系統的效率也就越高，但系統的結構會更復雜，系統成本更高。無空氣輔助噴射系統的結構簡單，但霧化效果較差，使得尿素水溶液液滴與排氣的混合效果較差，SCR系統效率較低。

載體前NH3分布的均勻性對NOx轉化率和載體壽命有重要的影響，NH3分布不均勻會導致局部區域NH3過多而造成NH3泄漏，而在NH3稀少區域則造成NOx轉化效率過低；長時間的NH3分布不均勻會導致催化劑老化程度的不均勻從而影響催化劑的壽命和SCR系統的性能。

尿素液滴的不均勻分布會造成局部溫度過低、尿素濃度過高，易在金屬表面形成結晶，嚴重時會堵塞排氣管，導致發動機動力性下降。

為了提高NOx的轉化效率及避免NH3泄漏，必須使尿素水溶液液滴與排氣的混合更均勻，混合效果更好，研究表明混合器可以使尿素水溶液液滴與排氣混合效果更好，提高排氣與尿素噴霧液滴的混合均勻性。

目前，發動機尿素噴射后處理系統中有的沒有混合裝置，無法實現尿素水溶液液滴與排氣的混合均勻，導致尿素在SCR反應器內的非均勻問題突出，從而大大影響了發動機尾氣的脫硝效率。有的的發動機使用的混合器會使得尿素噴霧液滴容易在混合器表面沉積，并且會增大SCR系統的壓力損失，壓力損失過大則會降低發動機的經濟性。

故，需要一種新的技術方案以解決上述問題。

發明內容

本發明要解決的是現有技術存在的上述缺陷，其目的是：針對柴油機尿素噴射后處理系統中無混合器的非均勻問題，有的混合器表面容易產生沉積物及SCR系統的壓力損失過大問題，提供了一種混合效果好、產生的壓力損失小的用于大功率柴油機SCR系統的靜態混合裝置。

為解決上述的技術問題，本發明用于大功率柴油機SCR系統的靜態混合裝置所采用的技術方案是：

一種用于大功率柴油機SCR系統的靜態混合裝置，包括混合器管體；所述混合器管體內自上而下設有若干層橫向延伸的基板；每層基板上設有若干大翅片及若干排小翅片；所述小翅片自基板傾斜并向前延伸；所述大翅片自基板傾斜并向后延伸；且至少一個大翅片自基板向上并向后傾斜延伸，至少一個大翅片自基板向下并向后傾斜延伸。

與背景技術相比，本發明所具有的效果是：通過設置有多層基板，每層基板上有較多的小翅片及對應的大翅片，當尿素噴霧液滴及柴油機尾氣流經小翅片及大翅片時，可以產生較強的渦流及湍流，使尿素噴霧液滴及柴油機尾氣的混合效果好。

進一步的，本發明還可以提供一種包含上述的靜態混合裝置的排氣管，包括排氣管體、連接排氣管體的SCR反應器，所述靜態混合裝置設置于排氣管體內，排氣管體內還安裝有延伸入排氣管體內的尿素噴嘴；所述尿素噴嘴位于排氣管體入口及靜態混合裝置之間且噴嘴面向靜態混合裝置噴灑；所述小翅片自基板傾斜并向管體入口一側延伸；所述大翅片自基板傾斜并向SCR反應器一側延伸；且至少一個大翅片自基板向上并向SCR反應器一側傾斜延伸，至少一個大翅片自基板向下并向SCR反應器一側傾斜延伸。

與背景技術相比，本發明所具有的效果是：所述尿素噴嘴位于排氣管體入口及靜態混合裝置之間且噴嘴面向靜態混合裝置噴灑；所述小翅片自基板傾斜并向管體入口一側延伸，當尿素噴霧液滴及柴油機尾氣流經小翅片及大翅片時，可以產生較強的渦流及湍流，使尿素噴霧液滴及柴油機尾氣的混合效果好。

附圖說明

圖1為帶有混合裝置的SCR系統結構示意圖，

圖2為本發明靜態混合裝置的俯視圖，

圖3為本發明靜態混合裝置中基板與大、小翅片排布的側視圖，

圖4為本發明靜態混合裝置的立體圖，

圖5為本發明靜態混合裝置另一個角度的立體圖，