一种大功率发动机方形SCR反应装置的制作方法

一种大功率发动机方形scr反应装置
技术领域
1.本实用新型涉及柴油机排气净化处理技术领域，具体涉及一种大功率发动机方形scr反应装置。


背景技术：

2.选择性催化还原(scr)可以在保证发动机动力性和经济性的同时，有效解决no
x
排放的问题，满足环保法规的要求，该技术在国内车用发动机领域得到了广泛的应用。
3.scr的基本工作原理是通过尿素喷射装置往发动机排气管中喷射还原剂，还原剂在催化剂的作用下与no
x
发生反应，将no
x
排放控制在法规限值以内。整个系统由尿素喷射装置、控制装置、尿素混合装置及反应装置组成。
4.尿素喷射及控制装置根据发动机工况，时刻计算当前需要的尿素喷射量，实现喷射量的精确控制，并保证尿素喷出后获得理想的喷雾特性；在尿素混合装置内，尿素物滴与高温废气快速混合，使尿素吸热分解成nh3；最后nh3在scr反应装置内与nox发生反应，达到消除nox排放的目的。
5.scr技术在车用柴油机领域已经相对成熟，但车用发动机功率较小，最大不超过480kw。随着环保法规的不断升级，非道路大型柴油机也需要匹配scr技术才能满足排放法规的要求，现有常规柴油机scr反应器通常采用圆形催化剂，而圆形催化剂孔密度大，流动阻力高，不能满足大功率发动机对低背压的要求；另外，目前市场上的方形scr反应器沿用了固定源scr反应器的设计结构，由于柴油机脉冲排气与固定源稳定排气之间的差异，导致固定源scr反应器结构直接用于柴油机存在机械可靠性差，使用过程中存在结构共振、密封不严等情况。


技术实现要素：

6.为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种大功率发动机方形scr反应装置，技术方案如下：
7.一种大功率发动机方形scr反应装置，包括反应器箱体，所述反应器箱体的前后设有前进气腔与后出气腔，所述反应器箱体内并列设有封装模组，所述前进气腔内还设有导流装置。
8.所述封装模组与所述反应器箱体内壁之间设有密封衬垫。
9.每个所述封装模组包括若干块并联的催化剂，所述相邻催化剂块之间也设有所述密封衬垫。
10.每个所述封装模组的前端面设有挡风支架。
11.所述挡风支架由若干个角钢焊接而成，所述角钢与所述密封衬垫前后对齐。
12.每个所述封装模组的背面还设有模组挡板。
13.所述挡风支架以及所述模组挡板与所述反应器箱体箱体之间焊接为一体。
14.所述反应器箱体的顶部通过箱体法兰连接有盖板总成。
15.所述后出气腔上连接有后排温传感器和后氮氧传感器。
16.所述后出气腔上连接有出气管，所述出气管上连接有出气法兰。
17.本实用新型的有益效果是：
18.导流装置布置在前进气腔内，将烟气均匀的分布在封装模组的前端面，保证速度分布的均匀性，提高催化剂nox转化效率，降低nh3泄漏；
19.封装模组与反应器箱体之间，以及各个封装模组之间采用密封衬垫密封，避免烟气从封装模组与反应器箱体之间、以及封装模组之间的间隙泄漏，保证烟气只能通过封装模组内部的催化剂流向后端；
20.挡风支架由若干角钢焊接点焊而成，布置在封装模组前端，挡风支架各角钢与封装模组、反应器箱体之间的密封衬垫前后对齐，避免高温烟气对密封衬垫的直接冲击，保证密封衬垫密封可靠性；
21.模组挡板布置在封装模组后端，避免运输或过载振动引起封装模组移位，导致scr效率降低；
22.挡风支架、模组挡板与反应器箱体之间段焊成一体，加强箱体强度，提升反应器箱体的机械可靠性；
23.封装模组多组并联增大烟气流通面积，减小流动阻力；前后串联形成两级或多级反应，增加反应时间，保证nox转化效率；
24.可通过调整封装模组的长度和并联数量适应不同功率发动机的匹配需求。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式及现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式及现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
26.图1为本实用新型的结构示意图。
27.图中：1-进气法兰；2-进气管；3-前进气腔；4-导流装置；5-挡风支架；6-封装模组；7-密封衬垫；8-模组挡板；9-后出气腔；10-后氮氧传感器；11-出气法兰；12-出气管；13-后排温传感器；14-盖板总成；15-箱体法兰；16-反应器箱体。
具体实施方式
28.下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
29.如图1所示，大功率发动机方形scr反应装置，包括反应器箱体16，反应器箱体16的前后设有前进气腔3与后出气腔9，反应器箱体16内并列设有封装模组6，前进气腔3内还设有导流装置4。
30.封装模组6与反应器箱体16内壁之间设有密封衬垫7。
31.每个封装模组6包括若干块并联的催化块，相邻的催化模块之间也设有密封衬垫7。
32.每个封装模组6的前端面设有挡风支架5。
33.挡风支架5由若干个角钢焊接而成，角钢与密封衬垫7相对齐。
34.每个封装模组6的背面还设有模组挡板8。
35.挡风支架5以及模组挡板8与反应器箱体16箱体之间焊接为一体。
36.反应器箱体16的顶部通过箱体法兰15连接与盖板总成14。
37.前进气腔3上连接有进气管2，进气管2上连接有进气法兰1。
38.后出气腔9上连接有后排温传感器13和后氮氧传感器10。
39.后出气腔9上连接有出气管12，出气管12上连接有出气法兰11。
40.导流装置4布置在前进气腔3内，将烟气均匀的分布在封装模组6的前端面，保证速度分布的均匀性，提高催化剂nox转化效率，降低nh3泄漏；
41.封装模组6与反应器箱体16之间，以及各个封装模组6之间采用密封衬垫7密封，避免烟气从封装模组6与反应器箱体16之间、以及封装模组6之间的间隙泄漏，保证烟气只能通过封装模组6内部的催化剂流向后端；
42.挡风支架5由若干角钢焊接点焊而成，布置在封装模组6前端，挡风支架5各角钢与封装模组6、反应器箱体16之间的密封衬垫7前后对齐，避免高温烟气对密封衬垫7的直接冲击，保证密封衬垫7密封可靠性；
43.模组挡板8布置在封装模组6后端，避免运输或过载振动引起封装模组6移位，导致scr效率降低；
44.挡风支架5、模组挡板8与反应器箱体16之间段焊成一体，加强箱体强度，提升反应器箱体16的机械可靠性；
45.封装模组6多组并联增大烟气流通面积，减小流动阻力；前后串联形成两级或多级反应，增加反应时间，保证nox转化效率；
46.可通过调整封装模组6的长度和并联数量适应不同功率发动机的匹配需求。
47.本装置的工作原理：
48.发动机烟气首先进入尿素混合管，在尿素混合管内烟气与尿素充分混合后通过进气法兰1进入前进气腔3，在导流装置4的作用下形成速度均匀分布的气流，进入封装模组6。
49.封装模组6内封装有scr催化剂，烟气经过封装模组6时，在scr催化剂作用下nox与nh3反应生成无害的n2。
50.烟气经过前后两层封装模组6后进入后出气腔9，最终通过出气管12出气法兰11流出scr反应装置。
51.scr反应装置末端设计有排温传感器和nox传感器，nox传感器用来测量nox排放浓度和尿素喷射量的闭环调节；排温传感器用来测量烟气温度为控制系统的输入条件。
52.进气法兰1、进气管2、前进气腔3、反应器箱体16、箱体法兰15、后出气腔9、出气管12和出气法兰11焊接在一起，与盖板总成14装配后形成密闭空间。
53.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。