用于柴油機后處理的優(yōu)化尿素濃度試驗裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于柴油機后處理的優(yōu)化尿素濃度試驗裝置，其結(jié)構(gòu)為：尿素分解管一端通過尿素分解管快接頭連接到發(fā)動機排氣管，所述尿素分解管的另一端通過前催化器快接頭連接到催化器，所述催化器再通過后催化器快接頭連接到廢氣連接管，所述廢氣連接管置入到廢氣處理池中，所述廢氣處理池設(shè)置有廢氣尾管；在所述尿素分解管前端設(shè)置有尿素噴嘴，后端設(shè)置有尿素噴嘴后氨采樣口；在尿素噴嘴后氨采樣口與催化器之間設(shè)置有前氨采樣口，在廢氣連接管上設(shè)有后氨采樣口。本實用新型裝置能夠找出不同溫度下選擇性催化還原后處理系統(tǒng)反應(yīng)的最優(yōu)尿素濃度。
【專利說明】
用于柴油機后處理的優(yōu)化尿素濃度試驗裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型設(shè)及內(nèi)燃機氮氧化物后處理領(lǐng)域，具體設(shè)及一種用于柴油機后處理的 優(yōu)化尿素濃度試驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 為減少機動車氮氧化物和顆粒物的排放，國家制定了一系列的排放法規(guī)。目前，要 使柴油機動車適應(yīng)國IV、國V標準的主要技術(shù)手段是W尿素溶液為還原劑的選擇性催化還 原后處理技術(shù)。選擇性催化還原后處理系統(tǒng)的還原劑主要是濃度為32.5 %的尿素溶液，該 濃度的尿素溶液具有最低的冰點。但對于一些環(huán)境溫度較高的地區(qū)或季節(jié)，可W不需要運 么低的冰點，應(yīng)W最優(yōu)的尿素濃度向后處理系統(tǒng)中供應(yīng)尿素。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于柴油機后處理的優(yōu)化尿素濃度 試驗裝置，能夠找出不同溫度下選擇性催化還原后處理系統(tǒng)反應(yīng)的最優(yōu)尿素濃度。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是：
[0005] -種用于柴油機后處理的優(yōu)化尿素濃度試驗裝置，尿素分解管一端通過尿素分解 管快接頭連接到發(fā)動機排氣管，所述尿素分解管的另一端通過前催化器快接頭連接到催化 器，所述催化器再通過后催化器快接頭連接到廢氣連接管，所述廢氣連接管置入到廢氣處 理池中，所述廢氣處理池設(shè)置有廢氣尾管；
[0006] 在所述尿素分解管前端設(shè)置有尿素噴嘴，后端設(shè)置有尿素噴嘴后氨采樣口；在尿 素噴嘴后氨采樣口與催化器之間設(shè)置有前氨采樣口，在廢氣連接管上設(shè)有后氨采樣口。
[0007] 根據(jù)上述方案，在所述尿素噴嘴后氨采樣口與前氨采樣口之間設(shè)有水噴嘴。
[000引根據(jù)上述方案，在尿素分解管快接頭與尿素噴嘴之間還設(shè)有前壓力傳感器、尿素 噴嘴前溫度傳感器，在尿素噴嘴與尿素噴嘴后氨采樣口之間設(shè)有尿素噴嘴后溫度傳感器， 在前催化器快接頭與尿素噴嘴后氨采樣口之間設(shè)有催化器前溫度傳感器，在廢氣連接管上 設(shè)有催化器后溫度傳感器、后壓力傳感器。
[0009] 根據(jù)上述方案，所述廢氣處理池為密封箱體，其內(nèi)部裝有廢氣處理液。
[0010] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：1何從分別測出尿素熱解、7長解和總 的產(chǎn)氨量，分析每一步反應(yīng)的效率;2)可W測出不同尿素濃度下催化器的轉(zhuǎn)換效率，并找出 最優(yōu)的尿素噴射濃度;3)可W監(jiān)測在徑向不同位置處的溫度分布和氨分布，為后續(xù)分析提 供數(shù)據(jù);4)可W監(jiān)測水對排氣溫度的影響；5)可W實時顯示固體尿素熱解效率、水解效率、 氮氧化物轉(zhuǎn)化效率。
[0011] 各氨采樣口沿著圓周在徑向不同深度插入管中W測取管中徑向不同位置的溫度 分布情況。各溫度傳感器沿著圓周在徑向不同深度插入管中W測取管中徑向不同位置的氨 氣量的分布情況。
【附圖說明】

[0012] 圖1為本實用新型用于柴油機后處理的優(yōu)化尿素濃度試驗裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖2為本實用新型中各溫度傳感器的徑向布置方式。
[0014] 圖3為本實用新型中各氨采樣口的徑向布置方式。
[0015] 圖中：尿素分解管快接頭1、前壓力傳感器2、尿素噴嘴前溫度傳感器3、尿素噴嘴4、 尿素分解管5、尿素噴嘴后溫度傳感器6、尿素噴嘴后氨采樣口 7、水噴嘴8、催化器前溫度傳 感器9、前氨采樣口 10、前催化器快接頭11、催化器12、后催化器快接頭13、催化器后溫度傳 感器14、后壓力傳感器15、后氨采樣口 16、廢氣連接管17、廢氣處理池18、廢氣尾管19。
【具體實施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。本實用新型提 供的一種用于柴油機后處理的優(yōu)化尿素濃度試驗裝置，其結(jié)構(gòu)為:尿素分解管5-端通過尿 素分解管快接頭1連接到發(fā)動機排氣管，所述尿素分解管5的另一端通過前催化器快接頭11 連接到催化器12,所述催化器12再通過后催化器快接頭13連接到廢氣連接管17,所述廢氣 連接管17置入到廢氣處理池18中，所述廢氣處理池18設(shè)置有廢氣尾管19;
[0017] 在所述尿素分解管5前端設(shè)置有尿素噴嘴4，后端設(shè)置有尿素噴嘴后氨采樣口 7;在 尿素噴嘴后氨采樣口 7與催化器12之間設(shè)置有前氨采樣口 10,在廢氣連接管17上設(shè)有后氨 采樣口 16。
[0018] 在所述尿素噴嘴后氨采樣口 7與前氨采樣口 10之間設(shè)有水噴嘴8。
[0019] 在尿素分解管快接頭1與尿素噴嘴4之間還設(shè)有前壓力傳感器2、尿素噴嘴前溫度 傳感器3，在尿素噴嘴4與尿素噴嘴后氨采樣口 7之間設(shè)有尿素噴嘴后溫度傳感器6，在前催 化器快接頭11與尿素噴嘴后氨采樣口 7之間設(shè)有催化器前溫度傳感器9,在廢氣連接管17上 設(shè)有催化器后溫度傳感器14、后壓力傳感器15。
[0020] 所述廢氣處理池18為密封箱體，其內(nèi)部裝有廢氣處理液。
[0021] 如圖2所示，各氨采樣口沿著圓周在徑向不同深度插入管中W測取管中徑向不同 位置的溫度分布情況。如圖3所示，各溫度傳感器沿著圓周在徑向不同深度插入管中W測取 管中徑向不同位置的氨氣量的分布情況。
[0022] 另外，本實用新型的試驗方法詳述如下：
[0023] -、觀察氨氣的產(chǎn)生效率，用W確定不同工況下的最優(yōu)尿素噴射濃度
[0024] 實施例1:噴射"固體尿素 [00巧]1)某一工況下的尿素濃度：
[0026]
[0027]式中：巧NH;)co為尿素濃度;"Wyco為尿素噴射質(zhì)量，g;巧巧O為水的噴射量，g。
[002引2)某一工況的氨氣產(chǎn)生效率計算公式
[0029]
[0030] 式中：??為氨氣的產(chǎn)生效率;W(NH,忡為尿素分解產(chǎn)生的氨氣質(zhì)量，即前氨采樣口 測得的氨氣質(zhì)量，g; 0?? ).c〇為尿素噴射質(zhì)量，g。
[0031] 3)實施步驟為：（1)選定發(fā)動機的工況；（2)定量噴射尿素固體；（3)逐漸增加噴水 量；（4)觀察氨氣的產(chǎn)生效率，當產(chǎn)生效率到達最大時，此時的尿素濃度為當前工況最優(yōu)噴 射濃度。
[0032] 實施例2:噴射不同濃度的尿素溶液
[0033] 1)某一工況的氨氣產(chǎn)生效率計算公式
[0034]
[0035] 式中：為氨氣的產(chǎn)生效率;w(nh,忡為尿素分解產(chǎn)生的氨氣質(zhì)量，即前氨義樣口 測得的氨氣質(zhì)量，g;可(NH;)C0]4為當前濃度下尿素水溶液噴射質(zhì)量，g;W.NH;)C〇為當前尿素濃 度。
[0036] 2)實施步驟為：（1)選定發(fā)動機的工況；（2)定量噴射尿素水溶液；（3)逐漸增加噴 射量；（4)觀察氨氣的產(chǎn)生效率，當產(chǎn)生效率到達最大時，此時的尿素濃度為當前工況最優(yōu) 噴射濃度。
[0037] 二、通過氮氧化物最優(yōu)轉(zhuǎn)換效率，用W確定不同工況下的氮氧化物最優(yōu)轉(zhuǎn)換效率 的尿素噴射濃度
[0038] 實施例3:噴射"固體尿素
[0039] 1)某一工況下的尿素濃度：
[0040]
[0041 ] 式中：?師:)co為尿素濃度;"W:)('〇為尿素噴射質(zhì)量，g;嚇;〇為水的噴射量，g。
[0042] 2)某一工況的氮氧化物轉(zhuǎn)化效率計算公式
[0043]
[0044] 式中：為氮氧化物的轉(zhuǎn)換效率;仲為尿素分解產(chǎn)生的氨氣質(zhì)量，即前氨采 樣口測得的氨氣質(zhì)量，g;巧NA祐為轉(zhuǎn)化后未參與反應(yīng)的氨氣質(zhì)量，即后氨采樣口測得的氨 氣質(zhì)量，g。
[0045] 3)實施步驟為：（1)選定發(fā)動機的工況；（2)定量噴射尿素固體；（3)逐漸增加噴水 量；（4)觀察氮氧化物的轉(zhuǎn)化效率，當轉(zhuǎn)化效率到達最大時，此時的尿素濃度為當前工況最 優(yōu)噴射濃度。
[0046] 實施例4:噴射不同濃度的尿素溶液
[0047] 1)某一工況的氮氧化物轉(zhuǎn)化效率計算公式
[004引
[0049] 式中：??為氮氧化物的轉(zhuǎn)換效率；枠為尿素分解產(chǎn)生的氨氣質(zhì)量，即前氨采 樣口測得的氨氣質(zhì)量，g;"Z(NH，，后為轉(zhuǎn)化后未參與反應(yīng)的氨氣質(zhì)量，即后氨采樣口測得的氨 氣質(zhì)量，g。
[0050] 2)實施步驟為：（1)選定發(fā)動機的工況；（2)定量噴射尿素水溶液；（3)逐漸增加噴 射量；（4)觀察氮氧化物的轉(zhuǎn)化效率，當?shù)趸镛D(zhuǎn)化效率到達最大時，此時的尿素濃度為 當前工況最優(yōu)噴射濃度。
[0051]
其中巧懈為尿素固體熱解產(chǎn)生N也的效率;m,畑前為尿素固 體熱解產(chǎn)生的N也量，即尿素噴嘴后氨采樣口 7所測得的量，單位g ; 為尿素噴射質(zhì)量， 單位g;
[0052]
庚中TbM執(zhí)尿素固體水解產(chǎn)生畑3的效率;巧N恥中為 尿素熱解和水解產(chǎn)生的總氨氣質(zhì)量，即前氨采樣口 10測得的氨氣質(zhì)量，單位g;m<A卸前為尿 素固體熱解產(chǎn)生的N曲量，即尿素噴嘴后氨采樣口 7所測得的量，單位g;巧為尿素噴射 質(zhì)量，單位g。
【主權(quán)項】
1. 一種用于柴油機后處理的優(yōu)化尿素濃度試驗裝置，其特征在于，尿素分解管(5)-端 通過尿素分解管快接頭（1)連接到發(fā)動機排氣管，所述尿素分解管(5)的另一端通過前催化 器快接頭（11)連接到催化器（12)，所述催化器（12)再通過后催化器快接頭（13)連接到廢氣 連接管（17)，所述廢氣連接管（17)置入到廢氣處理池（18)中，所述廢氣處理池（18)設(shè)置有 廢氣尾管（19); 在所述尿素分解管(5)前端設(shè)置有尿素噴嘴(4)，后端設(shè)置有尿素噴嘴后氨采樣口（7); 在尿素噴嘴后氨采樣口（7)與催化器（12)之間設(shè)置有前氨采樣口（10)，在廢氣連接管（17) 上設(shè)有后氨采樣口（16)。2. 如權(quán)利要求1所述的用于柴油機后處理的優(yōu)化尿素濃度試驗裝置，其特征在于，在所 述尿素噴嘴后氨采樣口（7)與前氨采樣口（10)之間設(shè)有水噴嘴(8)。3. 如權(quán)利要求1或2所述的用于柴油機后處理的優(yōu)化尿素濃度試驗裝置，其特征在于， 在尿素分解管快接頭（1)與尿素噴嘴(4)之間還設(shè)有前壓力傳感器(2)、尿素噴嘴前溫度傳 感器(3)，在尿素噴嘴(4)與尿素噴嘴后氨采樣口（7)之間設(shè)有尿素噴嘴后溫度傳感器(6)， 在前催化器快接頭（11)與尿素噴嘴后氨采樣口（7)之間設(shè)有催化器前溫度傳感器(9)，在廢 氣連接管（17)上設(shè)有催化器后溫度傳感器(14)、后壓力傳感器(15)。4. 如權(quán)利要求3所述的用于柴油機后處理的優(yōu)化尿素濃度試驗裝置，其特征在于，所述 廢氣處理池(18)為密封箱體，其內(nèi)部裝有廢氣處理液。
【文檔編號】G01N33/00GK205720167SQ201620618190
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月21日
【發(fā)明人】張洵, 李鑫, 劉智, 田維
【申請人】西華大學