一种SCR处理器的制作方法

本实用新型涉及发动机废气后处理技术领域，尤其涉及一种SCR处理器。

背景技术：

SCR是选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction)的英文简称，原理是在含有NOx的尾气中喷入氨、尿素或者其它含氮化合物，使其中的NOx还原成N2和水，以达到国家排放法规的要求。安装、固定催化剂并提供还原反应空间的装置叫SCR后处理器。

在采用国四排放或更高排放要求后，因催化剂的原因，SCR处理器有两种形状：方形和长筒型。其中，对于方型SCR后处理器一般叫SCR箱；对于圆形SCR后处理器一般叫SCR筒。无论采用哪种形状的SCR处理器，受到车辆布置的限制，其排气尾管均很短。而在很短的排气尾管上利用余热发电空间布置上不允许；同时排气尾管是排气的最尾端，其温度是最低的，大约在200℃左右，属于低温，不利于利用其进行发电。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是：提供一种SCR处理器，解决现有技术中存在的SCR处理后废气的温度无法合理利用的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种SCR处理器，包括设置在反应区后的废气排出腔，在所述废气排出腔的壁面上固定有热电材料；所述热电材料穿过所述壁面后一端位于所述废气排出腔中，另一端位于大气环境中。

优选地，所述热电材料的两端均与导线连接，且所述导线连接控制器和储能装置。

优选地，所述SCR处理器的进气口设置有温度传感器，所述温度传感器用于测量进气温度；所述控制器与所述温度传感器连接，并根据所述温度传感器测量的数据控制所述热电材料。

优选地，所述储能装置为电能存储装置。

优选地，所述SCR处理器为SCR箱。

优选地，所述废气排出腔的壁面包括底板；所述热电材料固定在所述底板上。

优选地，所述废气排出腔的壁面包括侧壁；所述热电材料固定在所述侧壁上。

(三)有益效果

本实用新型的技术方案具有以下优点：本实用新型的SCR处理器，包括设置在反应区后的废气排出腔，在所述废气排出腔的壁面上固定有热电材料；所述热电材料穿过所述壁面后一端位于所述废气排出腔中，另一端位于大气环境中。该方案中，热电材料利用SCR处理器中反应区之后废气的高温进行发电，从而可以合理回收废气的温度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术的SCR箱的结构示意图；

图2是实施例的SCR箱的结构示意图；

图3是实施例的热电材料的工作原理示意图；

图中：1、SCR箱进气口；2、含氮化合物喷射装置；3、混合区；4、反应区；5、废气消音腔；6、废气排出腔；7、排气尾管；8、热电材料。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参见图1，现有技术的SCR箱，包括SCR箱进气口1、含氮化合物喷射装置2、混合区3、反应区4、废气消音腔5、废气排出腔6和排气尾管7。其中，含氮化合物喷射装置2中的含氮化合物采用较多的是尿素，当然采用其它化合物也可以。以尿素为例，SCR箱进气口1和发动机的排气管连接，混合区3用于发动机废气和尿素的混合，反应区4用于进行发动机废气和尿素的还原反应。

具体地，SCR箱的工作原理为：发动机产生高温高压废气，其中的废气的温度一般到达500℃～600℃左右，且高温高压的发动机废气通过排气口进入SCR箱进气口1。在SCR箱进气口1端部喷入雾化的尿素，尿素在混合区3与发动机废气充分混合后进入反应区4。进入反应区4的尿素和发动机废气在催化剂的作用下进行化学反应，将发动机废气中的NOx与尿素分解的NH₃还原成水和N₂。重新得到的发动机废气通过废气排出腔6壁面上的小孔进入废气消音腔5，并通过废气消音腔5壁面上的小孔进行膨胀消音。消音后的发动机废气通过排气尾管7进入大气。

不失一般性，本实施例仅仅以SCR箱为例进行说明，应当理解的是，本实施例的SCR处理器也可以是SCR筒或者是其它形式的SCR处理器。

请参见图2，本实施例的SCR箱，包括设置在反应区4后的废气排出腔6，在所述废气排出腔6的壁面上固定有热电材料8。其中，热电材料8穿过所述壁面后一端位于所述废气排出腔6中与发动机废气接触，另一端位于大气环境中与空气接触。

具体的，发动机废气经过反应区4后还有300℃～350℃左右的温度，且此时的发动机废气压力比较高。此时，在紧邻反应区4设置的废气排出腔6的壁面上布置热电材料8，使热电材料8利用SCR箱内高温高压气体和SCR箱外空气气温的温差产生电流发电。

在车辆行驶时，空气是流通的，SCR箱外温度变化不大，并且发动机正常工作后，进入SCR箱的发动机废气也变化不大，从而使得热电材料8两端的温差变化不大。又由于热电材料8是利用温差发电，因此当热电材料8两端温差稳定是，此时可以在热电材料8中产生比较稳定的电流。

本实施例中，热电材料8利用SCR箱中反应区4之后废气的高温进行发电，从而可以合理回收废气的温度。其中，经过反应区之后的废气温度一般在300℃左右。

此外，由于热电材料8吸收废气的温度，因此降低了废气进入废气消音腔5时的温度，也即降低了废气的膨胀率，从而可以降低SCR处理器的噪音。并且，随着进入废气消音腔5的发动机废气温度的降低，可以使得SCR箱表面的温度降低，从而可以取消SCR箱表面的隔热板，最终达到降低SCR箱制造成本的目的。并且，即使考虑电热材料的成本，但是从整车的整个生命周期看，电热材料的设置可以降低成本。

请参见图3，热电材料8的两端均与导线连接，且所述导线连接控制器和储能装置。

请进一步参见图2，废气排出腔6的壁面包括竖直方向的侧壁和位于SCR箱最底端的底板。其中，热电材料8既可以固定在侧壁上，又可以固定在底板上。当热电材料8固定在侧壁上时，热电材料8穿过侧壁之后经过废气消音腔5，并最终端部暴露在大气环境中；此时，热电材料8上的温差还包括废气消音腔5内部的温度和大气温度之间的温度差。当热电材料8固定在底板上时，热电材料8穿过底板之后端部暴露在大气环境中，也即图2中的情况；此时热电材料8的安装方便，并且温差产生的电流也比较稳定。

在此基础上，优选在SCR处理器的进气口设置有温度传感器，且温度传感器用于测量进气温度。控制器与温度传感器连接，并根据温度传感器测量的数据控制热电材料8。

具体地，发动机由冷机到热机时，因温度比较低，催化剂不能工作，此时如果喷尿素会形成结晶而堵塞催化剂，所以在这时需要尽快使温度升高以达到催化剂工作状态，降低排放。因此，此时控制器主要控制热电材料8进行放热。而在发动机稳定后，控制器就可以控制热电材料8吸热储电。例如，控制器中设定的温度阈值为300℃，当温度传感器测得的温度高于300℃时，此时控制器控制热电材料8吸热；当温度传感器测得的温度低于300℃时，此时控制器控制热电材料8放热。当然，此处控制器中的温度还可以设置成其它值，具体根据实验和理论确定。

当热电材料8吸热时，热电材料8通过产生电流的形式产生电能，并最终将电能储存在电能存储装置中。

本实施例中，电能存储装置也可以是车辆中的发电装置，从而该电能存储装置可以直接用于降低发动机的负荷和燃油消耗，并提高发动机的效率。当然，本实施例的电能储存装置不受限制，甚至热电材料8通过导线也可以连接任意车辆中的电器装置。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而非对本实用新型的限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。