SCR催化消声器及其进气混合装置的制作方法

文档序号:16074552发布日期:2018-11-27 20:51阅读:173来源:国知局

本实用新型涉及尾气消声处理技术领域,特别涉及一种SCR催化消声器的进气混合装置。本实用新型还涉及一种包括上述进气混合装置的SCR催化消声器。



背景技术:

SCR(Selective Catalytic Reduction,选择性催化还原)技术是一种利用氨气和NOx发生催化还原反应消除柴油机尾气中氮氧化物的技术。其中,通过添加的特殊材料及结构设计,可以起到消声的作用,因同时具备催化转化器和消声器的功能,实现上述功能的结构称为SCR催化消声器。

SCR催化消声器在进行催化转化功能时,箱体前端盖与载体前端面之间的空间区域,尾气与尿素溶液在该进气混合装置内进行混合,经过一系列的物理及化学反应最终将尿素液滴转化为氨气,混合均匀的混合气体在载体内发生催化还原反应。具体的,如图1和图2所示,进气混合装置包括尿素喷嘴、进气混合管02和进气支撑板01,尿素喷嘴和进气支撑板01连接在进气混合管02的相对两端,其中进气支撑板01为光板结构,进气支撑板01起到对进气混合管02支撑的作用,进气支撑板01密封连接在进气混合管02端部,进气混合管02侧壁设有出气孔。

然而,由于当废气流与尿素水溶液打到进气混合管02底部内壁时,会在底部形成涡流死区,大量尿素液滴容易在进气混合管02底部聚集,即在进气支撑板01位置聚集,进而使得在进气混合管02底部的尿素结晶风险较高。

因此,如何减小进气混合管底部尿素结晶的现象,是本领域技术人员亟待解决的技术问题。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种SCR催化消声器的进气混合装置,以减小进气混合管底部尿素结晶的现象。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述进气混合装置的SCR催化消声器。

为实现上述目的,本实用新型提供一种SCR催化消声器的进气混合装置,包括尿素喷嘴、进气混合管和进气支撑板,所述尿素喷嘴和所述进气支撑板连接在所述进气混合管的相对两端,所述进气支撑板上设有与所述进气混合管内部连通的第一排气孔。

优选地,所述第一排气孔为多个,多个所述第一排气孔呈圆形布置。

优选地,所述第一排气孔形成两个圆形结构。

优选地,所述第一排气孔排布形成圆形的中心线与所述进气混合管的中心线重合。

优选地,所述第一排气孔靠近所述进气混合管的侧壁排布。

优选地,所述进气混合管的进气方向与所述进气混合管中心线的夹角为锐角。

优选地,所述进气混合管为圆柱形管,且所述进气混合管上与所述尿素喷嘴相对的管壁上设有多个第二排气孔。

优选地,所述第二排气孔中心线与所述尿素喷嘴喷射方向之间的夹角小于135°。

一种SCR催化消声器,包括进气混合装置、挡板、SCR催化剂结构和排气尾管,所述进气混合装置为上述任一项所述的进气混合装置。

优选地,所述挡板上设有连通所述进气支撑板外部和所述SCR催化剂结构的气体流动孔。

在上述技术方案中,本实用新型提供的SCR催化消声器的进气混合装置包括尿素喷嘴、进气混合管和进气支撑板,尿素喷嘴和进气支撑板连接在进气混合管的相对两端,进气支撑板上设有与进气混合管内部连通的第一排气孔。SCR催化消声器在工作时,废气和尿素通过尿素喷嘴所在位置一侧的进气混合管端部进入进气混合管,在进气混合管内尿素和废气混合,由于外部布置空间决定的这种SCR催化消声器的进气混合管短,部分尿素喷雾很容易直接喷射在进气混合管底部内壁上,且在进气混合管底部形成涡流死区,在进入原始涡流死区内的部分尿素混合气流从进气支撑板上的第一排气孔进入支撑板下部空间内。

通过上述描述可知,在本申请提供的进气混合装置中,通过在进气支撑板上设有第一排气孔,使得进入进气混合管底部的部分混合气体通过第一排气孔排出进行后续净化操作,有效地减小了进气混合管底部尿素结晶的现象。

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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为传统的进气混合装置的结构示意图;

图2为传统的进气支撑板的结构示意图;

图3为本实用新型实施例所提供的SCR催化消声器的结构示意图;

图4为图3所示SCR催化消声器沿A-A方向的结构示意图;

图5为本实用新型实施例所提供的进气混合装置的结构示意图;

图6为图5所示沿B-B方向进气支撑板的结构示意图。

其中图1-6中:01-进气支撑板、02-进气混合管;

1-进气法兰、2-进气偏锥、3-进气混合管、4-进气支撑板、5-尿素喷嘴、6-挡板、7-SCR催化剂结构、8-排气尾管。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种SCR催化消声器的进气混合装置,以减小进气混合管底部尿素结晶的现象。本实用新型的另一核心是提供一种包括上述进气混合装置的SCR催化消声器

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案,下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图3至图6,在一种具体实施方式中,本实用新型具体实施例提供的SCR催化消声器的进气混合装置包括尿素喷嘴5、进气混合管3和进气支撑板4,尿素喷嘴5和进气支撑板4连接在进气混合管3的相对两端,进气支撑板4上设有与进气混合管3内部连通的第一排气孔。优选的,进气混合管3的内层管末端设计导流槽,气流可从导流槽流出,避免在内层管底部形成气流死区而出现尿素结晶现象,第一排气孔位于进气混合管3内侧,进气支撑板4与进气混合管3焊接在一起到支撑进气混合管3作用。

SCR催化消声器在工作时,排气从增压器涡轮流出后进入进气混合管3中,同时由安装在进气混合管3上的尿素喷嘴5将定量的尿素水溶液以雾状形态喷入尿素喷嘴5中,尿素液滴在高温废气作用下发生水解和热解反应,生成所需要的还原剂氨气(NH3),氨气(NH3)在催化剂的作用下将氮氧化物(NOx)有选择性地还原为氮气(N2)。有时为了防止过多的氨气(NH3)逃逸造成二次污染,要在SCR催化剂后方设置促使氨气(NH3)氧化成氮气(N2)的催化剂。其中,在进气混合管3内尿素和废气混合,由于外部布置空间决定的这种SCR催化消声器的进气混合管3短,部分尿素喷雾很容易直接喷射在进气混合管3底部内壁上,且在进气混合管3底部形成涡流死区,在进入原始涡流死区内的部分尿素混合气流从进气支撑板4上的第一排气孔进入支撑板下部空间内。

通过上述描述可知,在本申请具体实施例所提供的进气混合装置中,通过在进气支撑板4上设有第一排气孔,使得进入进气混合管3底部的部分混合气体通过第一排气孔排出进行后续净化操作,有效地减小了进气混合管3底部尿素结晶的现象。

另一方面,通过设置第一排气孔,可以使部分尿素混合气流从进气支撑板4的第一排气孔进入进气支撑板4下部空间内,然后经挡板6上的孔流出,接着进入催化剂内,使废气流与尿素水溶液的混合路径变长,使得尿素液滴雾化混合更充分,提高氮氧转化效率,有利于降低SCR催化消声器箱背压。

为了进一步减小进气混合管3底部尿素结晶的现象,优选,排气孔为多个,多个排气孔呈圆形布置。优选的,如图5所示,排气孔形成两个圆形结构,优选,进气支撑板4上开有两圈Ф8mm大小的第一排气孔。

为了便于加工第一排气孔,使得第一排气孔有序排气,优选,第一排气孔排布形成圆形的中心线与进气混合管3的中心线重合,即进气支撑板4开孔位置的中心线与进气混合管3中心线重合。

为了使得废气与尿素充分混合,优选,第一排气孔靠近进气混合管3的侧壁排布,避免进入进气混合管3内的气体较快排出。

优选的,进气混合管3的进气方向与进气混合管3中心线的夹角为锐角,即废气流进气方向与进气混合管3中心线设计有一定偏心距,高速尾气撞击进气支撑板4后形成很强的涡流,以利于尾气与雾状尿素液滴的充分混合。

在上述各方案的基础上,优选,进气混合管3为圆柱形管,且进气混合管3上与尿素喷嘴5相对的管壁上设有多个第二排气孔。由于进气混合管3为圆柱形管,便于工作人员加工,且使得混合气体充分混合。通过设置第二排气孔,将混合后的气体向外部输出后与催化剂混合。

优选的,第二排气孔中心线与尿素喷嘴5喷射方向之间的夹角小于135°,即在朝向尿素喷射一侧270°区域内开适当数量的第二排气孔,实现尿素与废气充分混合。

本申请提供的一种SCR催化消声器包括进气混合装置、挡板6、SCR催化剂结构7和排气尾管8,其中进气混合装置为上述任一种进气混合装置,具体的,挡板6与进气支撑板4焊接。

优选的,挡板6上设有连通进气支撑板4外部和SCR催化剂结构7的气体流动孔。由进气混合管3和进气支撑板4排出的混合气体通过气体流动孔与SCR催化剂结构7的催化剂混合。挡板6开有数个气体流动孔,气流从进气混合管3经箱体挡板6上的气体流动孔进入SCR催化剂结构7,进行化学反应将氮氧化物转化成氮气。之后气流排入排气腔后通过导气装置,经排气尾管8排出。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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