一种scr系统及其箱式催化消声器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种SCR系统及其箱式催化消声器。
【背景技术】
[0002]SCR(Selective Catalytic Reduct1n，选择性催化还原法)技术是一种利用 NH3和NOx发生催化还原反应消除柴油机尾气中氮氧化物(NOx)的技术。通过SCR系统处理后，使柴油机尾气满足国四及以上排放法规。
[0003]SCR系统根据功能主要分为控制单元、尿素剂量单元和催化消声器三部分。其中，催化消声器主要包括SCR催化剂、载体及其封装，工作时，定量的尿素水溶液以雾状形态喷入，在高温尾气作用下发生水解反应，生成后续催化还原反应所需要的还原剂NH3,册13在载体上催化剂的作用下将氮氧化物还原为氮气，从而使柴油机尾气满足排放法规。根据SCR系统在柴油机中的空间布置，催化消声器分为箱式催化消声器和桶式催化消声器。
[0004]一种典型的箱式催化消声器如图1所示，图1为现有技术中箱式催化消声器的结构示意图。该箱式催化消声器中，载体6 '通过前挡板4 '和后挡板3 '固定于箱体I'内腔，其中，后挡板3 '的结构如图2所示，图2为图1中后挡板的A-A向视图。
[0005]工作时，柴油机尾气进入进气直管2'，尿素水溶液通过尿素喷嘴5'呈雾状喷入进气直管2'，二者在进气直管2'内混合并发生水解反应，生成的混合物通过进气直管2'直接进入载体6 '，尾气与册13的混合气体在载体6 '上催化剂的作用下发生催化还原反应，氮氧化物被还原为氮气，通过排气管7 '排出。
[0006]上述箱式催化消声器中，尿素水溶液与尾气发生水解后的混合物通过进气直管2'的排气口直接进入载体6 '，对气流的扰动作用较小，尿素水溶液与尾气混合均匀性较差，且水解反应的转化率较低，造成后续催化还原反应的转化率也较低，同时，尿素结晶风险较高，而且当尿素结晶积累到一定程度时，还可能堵塞尿素流动的通道，造成设备故障。
[0007]鉴于上述箱式催化消声器存在的缺陷，亟待提供一种可提高尿素水溶液与尾气混合均匀性，从而提高氮氧化物转化率并降低尿素结晶风险的箱式催化消声器。
【发明内容】
[0008]为解决上述技术问题，本发明的目的为提供一种SCR系统及其箱式催化消声器。该箱式催化消声器的后挡板中设置若干第一通孔，以使尾气与尿素水溶液水解反应后的混合物通过该第一通孔进入载体，提高其混合均匀性，从而提高氮氧化物的转化率，降低尿素结晶的风险。
[0009]为了实现本发明的目的，本发明提供一种SCR系统的箱式催化消声器，包括箱体，所述箱体内腔设有外层管和涂覆有催化剂的载体，所述外层管用于通入尾气和尿素水溶液，且具有排气口，所述箱体的内壁连接用于固定所述载体的后挡板；所述后挡板开设有若干第一通孔，以使尾气与尿素水溶液的混合物从所述排气口排出后通过若干所述第一通孔流向所述载体。
[0010]可选地，所述外层管的末端封闭，且其远离所述载体的侧壁开设有若干第二通孔，若干所述第二通孔为所述排气口。
[0011]可选地，还包括设于所述外层管内部且与所述外层管套接的内层管，尿素水溶液与尾气先通入所述内层管，所述内层管侧壁设有若干第三通孔，以连通所述内层管与所述外层管。
[0012]可选地，所述第三通孔设于所述内层管远离所述第二通孔的一侧，以使混合物在所述内层管与所述外层管之间绕行。
[0013]可选地，还包括设于进气端且沿气流方向管径渐缩的导流管，所述导流管两端分别连接于所述外层管和所述内层管的进气端，以导流尾气进入所述内层管；
[0014]所述导流管的侧壁还设有若干导流孔，以使部分尾气通过所述导流孔进入所述外层管。
[0015]可选地，所述导流孔设于所述导流管靠近所述第三通孔的一侧。
[0016]可选地，所述外层管的末端由进气底碗封堵，所述内层管的末端伸入至所述进气底碗内，且其末端外周抵接于所述进气底碗的内壁；
[0017]所述内层管末端设有导流凹槽，以连通所述内层管与所述外层管。
[0018]可选地，所述后挡板还设有与所述外层管配合的第一安装孔，所述外层管穿过所述第一安装孔；
[0019]所述箱体内腔还包括固定于所述箱体内壁的前挡板，所述前挡板开设有与所述外层管配合的第二安装孔，所述外层管穿过所述第二安装孔。
[0020]现有的箱式催化消声器中，尿素水溶液与尾气发生水解后的混合物通过进气直管的排气口直接进入载体，对气流的扰动作用较小，尿素水溶液与尾气混合均匀性较差，造成氮氧化物的转化率较低，尿素结晶的风险较高。而本发明中，后挡板设置若干第一通孔，尾气与尿素水溶液反应后的混合物从外层管的排气口排出后，通过第一通孔进入载体，提高混合物的分布均匀性和尿素水溶液的转化率，从而显著提高后续的催化还原反应的效率，降低尿素结晶的风险。
[0021]为了实现本发明的目的，本发明还提供一种SCR系统，包括相互连接的控制单元、尿素剂量单元及箱式催化消声器，其中，箱式催化消声器为以上所述的箱式催化消声器。由于所述箱式催化消声器具有上述技术效果，设有该箱式催化消声器的SCR系统也应具有相应的技术效果。
【附图说明】
[0022]图1为现有技术中箱式催化消声器的结构示意图；
[0023]图2为图1中后挡板的A-A向视图；
[0024]图3为本发明所提供箱式催化消声器一种【具体实施方式】的结构示意图；
[0025]图4为图3中后挡板的B-B向视图；
[0026]图5为图3中导流管的结构示意图。
[0027]图1-2 中:
[0028]箱体I'、进气直管2 '、后挡板3'、前挡板4'、尿素喷嘴5 '、载体6'、排气管7 '。
[0029]图 2-5 中:
[0030]箱体1、外层管2、第二通孔21、进气底碗22、内层管3、第三通孔31、导流凹槽32、后挡板4、第一通孔41、第一安装孔42、导流管5、导流孔51、进气直管6、进气偏锥61、尿素喷嘴7、前挡板8、载体9。
【具体实施方式】
[0031]为了实现本发明的目的，本发明的第一核心为提供一种SCR系统的箱式催化消声器，该箱式催化消声器的后挡板中设置若干第一通孔，以使尾气与尿素水溶液水解反应后的混合物通过该第一通孔进入载体，提高其混合均匀性，从而提高氮氧化物的转化率，降低尿素结晶的风险。本发明的第二核心为提供一种包括该箱式催化消声器的SCR系统。
[0032]为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0033]请参考附图3和附图4，图3为本发明所提供箱式催化消声器一种【具体实施方式】的结构示意图；图4为图3中后挡板的B-B向视图。
[0034]在一种【具体实施方式】中，本发明提供一种SCR系统的箱式催化消声器，包括箱体1，箱体I内腔设有外层管2和涂覆有催化剂的载体9，外层管2用于通入尾气和尿素水溶液，且具有排气口，该进气口用于将尾气与尿素水溶液反应后的混合物排出外层管2。另外，箱体I内腔还包括后挡板4和前挡板8，二者沿气流的方向前后布置，后挡板4设有与外层管2配合的第一安装孔42，前挡板8设有与外层管2配合的第二安装孔，外层管2穿过该第一安装孔42和第二安装孔。如此设置，使得载体9安装于箱体I内腔，安装完成后，混合物从载体9的一侧进入载体，催化还原反应完成后的气体从另一侧排出载体9。
[0035]在此基础上，后挡板4开设有若干第一通孔41，以使尾气与尿素水溶液反应后的混合物从外层管2的排气口排出后通过第一通孔41流向载体9。此时，相对于图3的视角，混合物从第一通孔41排出后，从载体9的右侧进入，催化还原反应后的气体从载体9左侧的排气管排出。
[0036]催化反应单元工作时，尿素喷嘴7将定量的尿素水溶液以雾状形态喷入外层管2中，同时，高温柴油机尾气通过进气直管6通入外层管2内，尿素液滴在高温尾气的作用下发生水解反应，生成所需要的还原剂NH3,如下式:
[0037]NH2C0NH2+H20 — 2NH3+C02
[0038]上述水解反应生成的NH3与尾气的混合气体流动至涂覆有催化剂的载体9，尾气中的NO、NO2在载体9上发生催化还原反应，如下式:
[0039]2N0+2N02+4NH3— 4N 2+6H20
[0040]4N0+02+4NH3— 4N 2+6H20[0041 ] 2N02+02+4NH3— 3N 2+6H20
[0042]将尾气中的有害气体还原为N2，从而使得柴油发动机满足排放法规。
[0043]现有的箱式催化消声器中，如图1所示，发生水解反应后产生的NH3与尾气的混合物通过进气直管2 '的排气口直接进入载体6 '，使得尾气与MV混合不均匀，降低氮氧化物的转化率。同时，为保证尾气中氮氧化物的转化率，所需要的尿素的剂量和载体6 '的体积均较大。而本发明中，如图3所示，后挡板4设置若干第一通孔41，尾气与尿素水溶液反应后的混合物从外层管2的排气口排出后，通过第一通孔