一种柴油内燃机后处理系统用SCR尿素混合器技术方案

本发明专利技术公开了一种柴油内燃机后处理系统用SCR尿素混合器。包括筒形壳体、尿素水溶液喷嘴安装座、安装在筒形壳体内部前端的混合器组件，混合器组件的后部有扰流板；混合器组件由进气端面板、进气腔、进气口，混合腔、出气端面板、出气口等构成。混合腔与进气端面板上的进气口和出气端面板的排气口相连，柴油机排出的尾气热气流从进气端面板上的进气腔经进气口进入混合腔，与尿素喷嘴喷入的尿素水溶液进行高速旋转参混，然后从混合器出气端面板的排气口高速喷射进入混合器后部的膨胀混合腔，进行充分的混合与热解，之后穿过扰流板进入SCR催化器对选择性催化还原化学反应，消除柴油机热尾气中的氮氧化物，达到与满足国VI排放标准的要求。

SCR urea mixer for diesel engine post-processing system

The invention discloses a SCR urea mixer for diesel engine post-processing system. The mixer assembly consists of a cylinder shell, a urea water solution nozzle mounting seat, a mixer assembly installed at the front end of the cylinder shell, and a spoiler plate at the back of the mixer assembly. The mixer assembly consists of an intake end panel, an intake cavity, an intake port, a mixing chamber, an outlet panel and an outlet. The mixing chamber is connected with the intake port on the intake end panel and the exhaust port of the exhaust end panel. The exhaust hot air from the diesel engine enters the mixing chamber through the intake port on the intake end panel, mixes with the urea aqueous solution injected by the urea nozzle at high speed, and then sprays into the expansion mixing chamber at the back of the mixer at high speed from the exhaust port of the exhaust end panel of the mixer. Full mixing and pyrolysis, and then through the spoiler into the SCR catalytic converter for selective catalytic reduction chemical reaction, eliminating nitrogen oxides in the hot exhaust of diesel engine, to meet the requirements of national VI emission standards.

【技术实现步骤摘要】
一种柴油内燃机后处理系统用SCR尿素混合器
本专利技术属于环境治理
，尤其属于尾气净化设备设计制造
，涉及柴油内燃机尾气后处理技术，特别涉及一种柴油内燃机后处理系统SCR尿素混合器。
技术介绍
目前柴油内燃机排气后处理系统使用的降低尾气排放技术有以下两个技术途径与路线：1)通过优化柴油发动机缸内的燃烧系统，实现发动机的缸内微粒净化和发动机后处理系统的催化还原氮氧化物，即SCR选择性催化还原技术，2)采用柴油发动机的缸内净化氮氧化物的EGR(发动机废气再循环)和发动机后处理系统的微粒捕捉器DPF过滤微粒技术。为满足柴油内燃机车辆与工程机械设备实施国VI排放标准规定的要求，结合柴油内燃机车辆与船舶的生产运营经济性以及柴油车辆船舶尾气排放标准等方面的实际状况，为减少国内柴油车及柴油发动机氮氧化物的排放，在柴油机商用车、载重车、工程机械以及船舶的排气后处理系统中普遍采用了选择性催化还原SCR技术。SCR系统的工作过程是将尿素水溶液通过尿素喷射泵和喷嘴喷入柴油内燃机的排气管中，在排气管中与内燃机排出的热尾气进行混合，混合后的热气体进入SCR催化器；尿素水溶液在高温气体和催化器上的催化剂共同作用下加速雾化并热解分解成为氨气，氨气与柴油内燃机热尾气中的氮氧化物进行化学反应，生成氮气排出，从而降低柴油内燃机热尾气中的氮氧化物含量，达到与满足国VI排放法规标准中的要求。SCR尿素混合器的作用是对柴油内燃机后处理系统中对尿素喷嘴喷射出的尿素水溶液进行破碎与雾化，实现其与柴油内燃机排出的热尾气进行充分均匀参混与混合的的关键装置。国内现有柴油内燃机后处理系统技术方案中的SCR混合器广泛采用内层与外层穿孔管结构，尿素喷嘴喷射出的尿素水溶液和内燃机排出的氮氧化物尾气在内管管壁上进行第一次雾化，然后在外管的外穿孔作用下，进行第二次雾化，然后进入进气腔；混合器工作过程中都存在尿素水溶液与柴油内燃机排出的热尾气混合不均，在混合器的内部和SCR催化器端面都有大量尿素结晶，造成SCR催化器堵塞等问题。
技术实现思路
本专利技术根据现有技术的不足公开了一种柴油内燃机后处理系统用SCR尿素混合器。本专利技术要解决的问题是提供一种能够满足国内柴油内燃机国VI排放法规的要求，混合器尿素水溶液能够更充分雾化与混合、尿素不出现结晶，尾气净化更好的柴油内燃机后处理系统用SCR尿素混合器，本专利技术通过以下技术方案实现：柴油内燃机尾气后处理系统用SCR尿素混合器，包括圆柱形壳体和设于壳体的尿素喷嘴座，其特征在于：所述壳体前端和后端均有平面面板与壳体密封连接构成圆柱形空腔，圆柱形空腔由前端至后端依次为混合腔、膨胀混合腔、SCR催化器；所述混合腔包括：壳体前端的进气端面板，与进气端面板构成混合腔的出气端面板，尿素喷嘴座设置于构成混合腔的壳体壁上，进气端面板开口并与沿混合腔周向设置的进气口联接，进气口设置于尿素喷嘴座周向前端，混合腔内沿周向设置螺旋结构具有收敛流动特征的引流板，出气端面板开出气口联通膨胀混合腔；所述膨胀混合腔包括：出气端面板与SCR催化器前端面构成的空腔，空腔轴向中部沿径向设置有可改变气体流动状态的扰流板；所述SCR催化器外周壁与壳体内壁密封固定并设置于膨胀混合腔后。本专利技术所述进气端面板开口位于进气端面板边缘，开口与沿壳体轴向布置的壁板构成进气腔，轴向布置的壁板前端与进气端面板密封连接、后端与出气端面板密封连接，壁板沿混合腔周向开口设置进气口。所述引流板的螺旋结构一端布置于尿素喷嘴座周向后端，螺旋收敛后端布置于出气端面板开出气口。所述引流板螺旋收敛后端布置于出气端面板出气口至少在轴向包绕出气口周向三分之二。进一步所述出气端面板开出气口位于出气端面板靠近边缘位置，出气口位于膨胀混合腔一侧设置轴向档流板和径向档流板。所述扰流板表面设置贯穿、均匀的扰流叶片。所述进气端面板上有一个或若干个辅助进气孔，辅助进气孔表面积不大于进气端面板进气口面积的十分之一。本专利技术提供了一种柴油内燃机后处理系统用SCR尿素混合器，包括筒形钢壳体、设置于外壳体外壁表面的尿素喷嘴安装座、在筒形壳体内部前端的混合器组件，混合器组件的后部有扰流板；混合器组件由进气端面板、进气腔、进气口，混合腔、出气端面板、出气口等构成。柴油机排出的尾气热气流从进气端面板上的进气腔经进气口进入混合腔，与尿素喷嘴喷入的尿素水溶液进行高速旋转参混，然后从混合器出气端面板的排气口高速喷射进入混合器中部的膨胀混合腔，进行充分的混合与热解，之后穿过扰流板进入SCR催化器对选择性催化还原化学反应，消除柴油机热尾气中的氮氧化物，达到与满足国VI排放标准的要求。本专利技术提供了一种柴油内燃机尾气后处理系统用SCR尿素混合器，该混合器特有的结构构造能够充分利用柴油内燃机的排气热尾气气流对喷射进入的尿素水溶液液滴进行传送、破碎、雾化，实现了尿素水溶液的充分雾化与水解，与柴油内燃机排出的热尾气进行充分均匀的混合，有效地解决了尿素沉积与结晶的问题；该混合器的气流均匀性和氨气均匀性很好地满足了柴油内燃机的国VI排放法规提出的排放要求；经过发动机台架测试和发动机装车路试考核，配置该SCR混合器的柴油内燃机后处理系统排出的废气排放满足国VI排放标准。附图说明图1是本专利技术实施例的SCR混合器结构外观轴测示意图；图2是图1中的SCR混合器结构的轴向剖面示意图；图3是图2中的SCR混合器去除筒形壳体之后的结构示意图；图4是图3中的SCR混合器组件和混合腔的结构构成示意图；图5是图4中的SCR混合器混合腔的结构横截面示意图，即尿素喷嘴安装座中心处横截面示意图；图6是图5中的SCR混合器中混合腔内部的气流流向示意图。附图中各部分的标记如下：1是壳体，2是尿素喷嘴座，3是进气端面板，4是进气腔，5是进气口，6是混合腔，7是扰流板，8是SCR催化器，9是出气端面板，10是出气口，11是引流板，12是膨胀混合腔，13是轴向档流板，14是径向档流板，15是扰流叶片，16是壁板。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进一步说明，具体实施方式是对本专利技术原理的进一步说明，不以任何方式限制本专利技术，与本专利技术相同或类似技术均没有超出本专利技术保护的范围。结合附图。柴油内燃机尾气后处理系统用SCR尿素混合器，包括圆柱形壳体1和设于壳体1的尿素喷嘴座2，壳体1前端和后端均有平面面板与壳体1密封连接构成圆柱形空腔，圆柱形空腔由前端至后端依次为混合腔6、膨胀混合腔12、SCR催化器8；混合腔6包括：壳体1前端的进气端面板3，与进气端面板3构成混合腔的出气端面板9，尿素喷嘴座2设置于构成混合腔的壳体1壁上，进气端面板3开口并与沿混合腔6周向设置的进气口5联接，进气口5设置于尿素喷嘴座2周向前端，混合腔6内沿周向设置螺旋结构具有收敛流动特征的引流板11，出气端面板9开出气口10联通膨胀混合腔12；膨胀混合腔12包括：出气端面板9与SCR催化器8前端面构成的空腔，空腔轴向中部沿径向设置有可改变气体流动状态的扰流板7；SCR催化器8外周壁与壳体1内壁密封固定并设置于膨胀混合腔12后。本专利技术进气端面板3开口位于进气端面板3边缘，开口与沿壳体轴向布置的壁板16构成进气腔4，轴向布置的壁板16前端与进气端面板3密封连接、后端与出气端面板9密封连接，壁板16沿混合腔6周向开口设置进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柴油内燃机尾气后处理系统用SCR尿素混合器，包括圆柱形壳体和设于壳体的尿素喷嘴座，其特征在于：所述壳体前端和后端均有平面面板与壳体密封连接构成圆柱形空腔，圆柱形空腔由前端至后端依次为混合腔、膨胀混合腔、SCR催化器；所述混合腔包括：壳体前端的进气端面板，与进气端面板构成混合腔的出气端面板，尿素喷嘴座设置于构成混合腔的壳体壁上，进气端面板开口并与沿混合腔周向设置的进气口联接，进气口设置于尿素喷嘴座周向前端，混合腔内沿周向设置螺旋结构具有收敛流动特征的引流板，出气端面板开出气口联通膨胀混合腔；所述膨胀混合腔包括：出气端面板与SCR催化器前端面构成的空腔，空腔轴向中部沿径向设置有可改变气体流动状态的扰流板；所述SCR催化器外周壁与壳体内壁密封固定并设置于膨胀混合腔后。

【技术特征摘要】
1.一种柴油内燃机尾气后处理系统用SCR尿素混合器，包括圆柱形壳体和设于壳体的尿素喷嘴座，其特征在于：所述壳体前端和后端均有平面面板与壳体密封连接构成圆柱形空腔，圆柱形空腔由前端至后端依次为混合腔、膨胀混合腔、SCR催化器；所述混合腔包括：壳体前端的进气端面板，与进气端面板构成混合腔的出气端面板，尿素喷嘴座设置于构成混合腔的壳体壁上，进气端面板开口并与沿混合腔周向设置的进气口联接，进气口设置于尿素喷嘴座周向前端，混合腔内沿周向设置螺旋结构具有收敛流动特征的引流板，出气端面板开出气口联通膨胀混合腔；所述膨胀混合腔包括：出气端面板与SCR催化器前端面构成的空腔，空腔轴向中部沿径向设置有可改变气体流动状态的扰流板；所述SCR催化器外周壁与壳体内壁密封固定并设置于膨胀混合腔后。2.根据权利要求1所述的柴油内燃机尾气后处理系统用SCR尿素混合器，其特征在于：所述进气端面板开口位于进气端面板边缘，开口与沿壳体轴向布置的壁板构成进气腔，轴向布置的壁板前端与进气端面板密封连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：张流俊，张权，
申请(专利权)人：中自环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51