專利名稱：大排量發(fā)動(dòng)機(jī)scr后處理管路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)排放的后處理裝置，尤其是涉及一種用于采用SCR技 術(shù)處理發(fā)動(dòng)機(jī)排放物的大排量發(fā)動(dòng)機(jī)SCR后處理管路裝置。
技術(shù)背景隨著社會(huì)的發(fā)展和對(duì)環(huán)境污染問題的關(guān)注，人們加大了對(duì)環(huán)境保護(hù)的力度， 而機(jī)動(dòng)車的排放物是大氣中的主要污染物，因此針對(duì)機(jī)動(dòng)車的排放物，人們采 用各種各樣的方法手段來消除其內(nèi)含有的有害物質(zhì)，目前人們采用的主要發(fā)動(dòng) 機(jī)后處理技術(shù)手段包括冷卻EGR (廢氣再循環(huán))、NOx吸附器、SCR (選擇性催化 還原)和DPF (廢氣再循環(huán)加微粒捕集器)等后處理技術(shù)。其中采用SCR技術(shù)來 處理發(fā)動(dòng)機(jī)排放中的有害物質(zhì)，尤其是NOx化合物是一種非常有效的方法。發(fā) 動(dòng)機(jī)SCR后處理技術(shù)是將還原劑尿素溶液噴入到發(fā)動(dòng)機(jī)排放廢氣中，在廢氣溫度 及氣流作用下，尿素能快速分解，釋放出氨,與含量較髙的N0x作用，達(dá)到減少NOx 排放的目的，因?yàn)镾CR系統(tǒng)的還原劑為尿素，其在不使用狀態(tài)下性能穩(wěn)定，而 且具有化學(xué)反應(yīng)簡(jiǎn)單，所需還原劑相對(duì)量少等優(yōu)點(diǎn)得到人們的推廣和使用，其中，在SCR后處理技術(shù)中關(guān)鍵是尿素能夠在短時(shí)間快速分解釋放出氨并與廢氣 均勻混合，與排放廢氣中NOx在催化劑的作用下充分反應(yīng)以降低排出廢氣中的 NOx化合物，而當(dāng)前人們使用的發(fā)動(dòng)機(jī)SCR后處理系統(tǒng)中，尿素溶液噴入到發(fā)動(dòng) 機(jī)排放的廢氣中后，不能夠在短時(shí)間內(nèi)充分的分解釋放出氨，尿素水解率低， 并且與排出廢氣混合后的均勻度也較低，這使得釋放出的氨與NOx化合物反應(yīng) 時(shí)間短、反應(yīng)不完全，降低了廢氣轉(zhuǎn)化率，尤其對(duì)于流速快、流量大從而廢氣 處理量大的大排量發(fā)動(dòng)機(jī)，這種現(xiàn)象更為明顯。這大大影響了SCR系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng) 機(jī)排放后處理的效果，影響了人們對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放物的處理。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供了一種大排量發(fā)動(dòng)機(jī)SCR后處理管路裝置，它能夠使尿素溶液快速水解釋放出氨并與廢氣均勻混合，并且尿素水解率較高，使NOx化合物具有較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間并反應(yīng)充分，因此使SCR系統(tǒng)具有較 高的廢氣轉(zhuǎn)化率。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是大排量發(fā)動(dòng)機(jī)SCR后處理管路 裝置，包括設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)與SCR后處理裝置之間的噴射管路，噴射管路上安裝 有至少一個(gè)可向噴射管路內(nèi)噴射尿素溶液的噴嘴，所述噴嘴以噴射方向順噴射 管路內(nèi)煙體流動(dòng)方向的方式安裝在噴射管路上，并且噴嘴噴射軸線與位于其噴 射方向上的噴射管路的軸線成一夾角；所述噴射管路內(nèi)位于噴嘴噴射方向上分 別設(shè)有混合器。作為一種改進(jìn)，所述噴嘴為兩個(gè)，所述噴射管路包括依次連接的波紋管、第 一彎管、直管、第二彎管和連接管，連接管具有一個(gè)與第二彎管連接的直管端; 所述噴嘴分別安裝在所述第一彎管和第二彎管的外弧側(cè)。作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述第一彎管與直管、以及第二彎管與連接管之間分別 設(shè)有混合器。作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述波紋管與第一彎管之間設(shè)有氧化催化器。作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述第一彎管為彎曲角度90'C的彎管，所述第二彎管為 彎曲角度120'C的彎管。作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述混合器為設(shè)置在噴射管路內(nèi)帶有篩孔的篩網(wǎng)，篩網(wǎng) 上篩孔處設(shè)有可將通過篩孔的流體混合均勻的撓流擋片。作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述噴嘴噴射軸線與位于其噴射方向上的噴射管路的軸 線構(gòu)成夾角為15X:夾角。上述技術(shù)方案的大排量發(fā)動(dòng)機(jī)SCR后處理管路裝置，由于是采用在發(fā)動(dòng)機(jī)與 SCR后處理裝置之間的噴射管路安裝有至少一個(gè)可向噴射管路內(nèi)噴射尿素溶液的噴嘴，噴嘴以噴射方向順噴射管路內(nèi)煙體流動(dòng)方向的方式安裝在噴射管路上， 并且噴嘴噴射軸線與位于其噴射方向上的噴射管路的軸線成一夾角；而噴射管路內(nèi)位于噴嘴噴射方向上分別設(shè)有混合器，這樣使得尿素溶液在噴入噴射管路后，在混合器的作用下能夠迅速水解釋放出氨并與發(fā)動(dòng)機(jī)排放廢氣混合均勻，從而使NOx化合物具有較長(zhǎng)的時(shí)間充分反應(yīng)，提高了 SCR系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放廢 氣的處理轉(zhuǎn)化率，并且排氣背壓也較低，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)影響較低。噴射管路 采用依次連接的波紋管、第一彎管、直管、第二彎管和連接管，連接管具有一 個(gè)與第二彎管連接的直管端，而噴嘴分別安裝在第一彎管和第二彎管的外弧側(cè)， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，并使噴嘴與噴射方向與直管具有合理的角度，提髙了尿 素溶液與噴射管路內(nèi)廢氣混合均勻度，有利于與N0x化合物的反應(yīng)。第一彎管 與直管、以及第二彎管與連接管之間分別設(shè)有混合器和在波紋管與第一彎管之 間設(shè)有氧化催化器，可以大大提高N0x化合物中N02含量以及尿素溶液與廢氣混 合均勻度。第一彎管采用彎曲角度9CTC的彎管，第二彎管采用彎曲角度120°C 的彎管，方便噴嘴安裝，混合器采用設(shè)置在噴射管路內(nèi)帶有篩孔的篩網(wǎng)，而在 篩網(wǎng)上篩孔處設(shè)有可將通過篩孔的流體混合均勻的撓流擋片，使尿素溶液與排 出廢氣混合更加均勻。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的說明。 圖1是本發(fā)明大排量發(fā)動(dòng)機(jī)SCR后處理管路裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明大排量發(fā)動(dòng)機(jī)SCR后處理管路裝置噴嘴安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，大排量發(fā)動(dòng)機(jī)SCR后處理管路裝置，設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣排放管 路上以有效的去除排出廢氣內(nèi)含有的N0x化合物和其它有害物質(zhì)，其包括設(shè)置 在發(fā)動(dòng)機(jī)與SCR后處理裝置之間的噴射管路，在噴射管路上安裝有至少一個(gè)可 向噴射管路內(nèi)噴射尿素溶液的噴嘴3，噴嘴3以噴射方向順噴射管路內(nèi)煙體流動(dòng) 方向的方式安裝在噴射管路上，并且噴嘴3噴射軸線與位于其噴射方向上的噴 射管路的軸線成一夾角，在噴射管路內(nèi)位于噴嘴3噴射方向上分別設(shè)有混合器2， 混合器2可以采用設(shè)置在噴射管路內(nèi)帶有篩孔的篩網(wǎng)的形式，并且篩網(wǎng)上篩孔 處設(shè)有可將通過篩孔的流體混合均勻的撓流擋片。這樣噴嘴3就沿與噴射管路內(nèi)排放廢氣流動(dòng)方向成一角度將尿素溶液噴射進(jìn)噴射管路內(nèi)與排出廢氣混合，在經(jīng)過混合器2后兩者混合均勻，同時(shí)，由于排出廢氣的溫度較髙，尿素在較短的時(shí)間內(nèi)即可水解釋放出氨，并且水解率也較髙，其與N0x化合物在催化劑 的作用下反應(yīng)充分，從而使SCR系統(tǒng)具有較高的廢氣轉(zhuǎn)化率。如圖1所示，本大排量發(fā)動(dòng)機(jī)SCR后處理管路裝置可以采用兩個(gè)噴嘴3，噴 射管路包括波紋管1、第一彎管4、直管6、第二彎管5和連接管7，波紋管1 為內(nèi)壁設(shè)有螺旋溝槽的管道，連接管7上設(shè)有一個(gè)直管端，波紋管l、第一彎管 4、直管6、第二彎管5和連接管7依次連接，并且連接管7直管端與第二彎管 5連接，而兩個(gè)噴嘴3分別安裝在第一彎管4和第二彎管5的外弧側(cè)，并且可以 在第一彎管4與直管6、以及第二彎管5與連接管7之間分別設(shè)有混合器2，這 樣的結(jié)構(gòu)方式，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且安裝方便，由噴嘴3噴入的尿素溶液能夠 迅速的水解釋放出氨并與排出廢氣混合均勻，以使廢氣中N0x化合物充分反應(yīng)。 為使整個(gè)噴射管路內(nèi)的廢氣和噴射進(jìn)的尿素溶液在充分混合的同時(shí)又具有較好 的流動(dòng)性，又不影響發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣背壓，第一彎管4可以采用彎曲角度為9(TC 的彎管，而第二彎管5則采用彎曲角度12(TC的彎管，并且如圖2所示，兩噴嘴 3在安裝時(shí)，噴嘴3的噴射軸線可與噴射管路位于噴嘴3噴射方向上的直管6和 連接管7直管端的軸線構(gòu)成15t:夾角，以使噴嘴3噴射出的尿素溶液噴束不對(duì) 稱，以有利于與廢氣均勻混合。在實(shí)際應(yīng)用的過程中，可以根據(jù)情況不同和發(fā) 動(dòng)機(jī)的實(shí)際需要，采用一個(gè)噴嘴和一個(gè)混合器。由于尿素具有腐蝕性，因此自噴嘴3后各部件可采用不銹鋼材料，并且連接 為法蘭連接為主，并嚴(yán)密密封，由于在SCR系統(tǒng)工作時(shí)尿素的水解反應(yīng)和SCR 還原反應(yīng)都對(duì)溫度有要求，因此本管路裝置不宜過長(zhǎng)，在整車安裝時(shí)，尺寸應(yīng) 在允許范圍內(nèi)變化，如1800mm以下。SCR系統(tǒng)在處理發(fā)動(dòng)機(jī)排放物時(shí)，尿素水解過程為(NH2)2CO+ H20 —2鵬線反應(yīng)溫度要求是在20(TC以上；SCR還原反應(yīng)4 NH3 + 4 NO + 02 — 4 N2 + 6 H20 2 NH3 + NO + N02 — N2 + 3 &0可見SCR系統(tǒng)工作還原反應(yīng)速度的快慢不僅與水解后NH3的濃度，反應(yīng)的溫 度有關(guān)，與N02的含量也有關(guān)，N02的含量多有利于還原反應(yīng)的發(fā)生，因此，可 以在波紋管1與第一彎管4之間設(shè)有氧化催化器,以使廢氣中的N0氧化生成N02， 以有利于SCR系統(tǒng)的工作。本大排量發(fā)動(dòng)機(jī)SCR后處理管路裝置在工作時(shí)，雖然N0x化合物排放較高， 但是其大負(fù)荷點(diǎn)的排溫也較高，因此雖然大排量發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣流量較大，流速 較快，但是其轉(zhuǎn)化率在經(jīng)過本SCR后處理管路裝置仍能穩(wěn)定地保持在609G以上。
權(quán)利要求
1. 大排量發(fā)動(dòng)機(jī)SCR后處理管路裝置，包括設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)與SCR后處理裝置之間的噴射管路，噴射管路上安裝有至少一個(gè)可向噴射管路內(nèi)噴射尿素溶液的噴嘴(3)，其特征在于所述噴嘴(3)以噴射方向順噴射管路內(nèi)煙體流動(dòng)方向的方式安裝在噴射管路上，并且噴嘴(3)噴射軸線與位于其噴射方向上的噴射管路的軸線成一夾角；所述噴射管路內(nèi)位于噴嘴(3)噴射方向上分別設(shè)有混合器(2)。
2、 如權(quán)利要求1所述的大排量發(fā)動(dòng)機(jī)SCR后處理管路裝置，其特征在于: 所述噴嘴(3)為兩個(gè)，所述噴射管路包括依次連接的波紋管(l)、第一彎管(4)、 直管(6)、第二彎管(5)和連接管(7),連接管(7)具有一個(gè)與第二彎管(5) 連接的直管端；所述噴嘴(3)分別安裝在所述第一彎管(4)和第二彎管(5) 的外弧側(cè)。
3、 如權(quán)利要求2所述的大排量發(fā)動(dòng)機(jī)SCR后處理管路裝置，其特征在于: 所述第一彎管(4)與直管(6)、以及第二彎管(5)與連接管(7)之間分別設(shè) 有混合器(2)。
4、 如權(quán)利要求2所述的大排量發(fā)動(dòng)機(jī)SCR后處理管路裝置，其特征在于: 所述波紋管(1)與第一彎管(4)之間設(shè)有氧化催化器。
5、 如權(quán)利要求2所述的大排量發(fā)動(dòng)機(jī)SCR后處理管路裝置，其特征在于: 所述第一彎管(4)為彎曲角度9(TC的彎管，所述第二彎管(5)為彎曲角度120'c的彎管。
6、 如權(quán)利要求1所述的大排量發(fā)動(dòng)機(jī)SCR后處理管路裝置，其特征在于: 所述混合器(2)為設(shè)置在噴射管路內(nèi)帶有篩孔的篩網(wǎng)，篩網(wǎng)上篩孔處設(shè)有可將 通過篩孔的流體混合均勻的撓流擋片。
7、 如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的大排量發(fā)動(dòng)機(jī)SCR后處理管路裝置， 其特征在于所述噴嘴(3)噴射軸線與位于其噴射方向上的噴射管路的軸線構(gòu) 成夾角為15'C夾角。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大排量發(fā)動(dòng)機(jī)SCR后處理管路裝置，包括噴射管路，噴射管路上安裝有至少一個(gè)可向噴射管路內(nèi)噴射尿素溶液的噴嘴，噴嘴以噴射方向順噴射管路內(nèi)煙體流動(dòng)方向的方式安裝在噴射管路上，并且噴嘴噴射軸線與位于其噴射方向上的噴射管路的軸線成一夾角；噴射管路內(nèi)位于噴嘴噴射方向上分別設(shè)有混合器。本發(fā)明能夠使尿素溶液快速水解釋放出氨并與廢氣均勻混合，并且尿素水解率較高，使NOx化合物具有較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間并反應(yīng)充分，因此使SCR系統(tǒng)具有較高的廢氣轉(zhuǎn)化率。
文檔編號(hào)B01D53/94GK101245726SQ200710013558
公開日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2007年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月12日
發(fā)明者軍 王, 鄧玉龍, 雁 馬 申請(qǐng)人:濰柴動(dòng)力股份有限公司