一种柴油内燃机后处理系统尿素Urea-SCR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尿素Urea

【技术实现步骤摘要】
一种柴油内燃机后处理系统尿素Urea
‑
SCR混合器


[0001]本专利技术公开了一种柴油内燃机后处理系统的尿素选择催化还原(Urea
‑
SCR)混合器，涉及柴油内燃机的热尾气后处理技术，特别是涉及一种柴油内燃机热尾气后处理系统Urea
‑
SCR混合器的结构构成。

技术介绍

[0002]随着国家对环保的越来越重视以及柴油内燃机车国VI排放法规的实施，柴油内燃机热尾气后处理系统中广泛采用尿素来降低与消减热尾气中的NO
X
；后处理系统工作过程时尿素水溶液喷射之后需要实现水解，并生成氨气才能与内燃机排出热尾气中的NO
X
发生反应。尿素的水解目前主要是通过静态Urea
‑
SCR混合器来实现，但是目前采用的Urea
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SCR混合器对尿素水解不充分，导致不能有效降低出热尾气中的NO
X
,而且在Urea
‑
SCR混合器结构内部以及SCR催化器前端面上产生大量尿素结晶这一问题。

技术实现思路

[0003]针对现有柴油内燃机后处理系统用Urea
‑
SCR混合器技术中存在的普遍问题与设计缺陷，本专利技术的目的在于克服与解决现有Urea
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SCR混合器性能上的不足，包括尿素水溶液喷射后的雾化不充分，形成尿素结晶，氨转化率低等问题。
[0004]本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]柴油内燃机后处理系统尿素Urea
‑
SCR混合器，为气体贯通的筒体结构混合器，包括设置于筒体壁的尿素喷嘴安装座，其特征在于：筒体结构的混合器由前端的螺旋混合腔和后端的均流腔构成；
[0006]螺旋混合腔：包括位于混合腔前端的进气端面板、混合腔后端的出气端面板及两面板之间的螺旋型旋流导流板；进气端面板开口，开口与筒体内壁、螺旋型旋流导流板之间形成进气口；出气端面板开口形成出气口；螺旋型旋流导流板在进气端面板、出气端面板之间形成一个由进气口向出气口涡旋收敛型的气流通道，涡旋收敛型的气流通道中沿流体流动方向设置两组波浪形结构的凸峰型导流板；尿素喷嘴安装座位于进气口后侧、尿素溶液喷射方向沿筒体径向布置；进气口内侧沿尿素溶液喷射方向路径横向布置有分流板，分流板一端设置于进气口内侧将进气口分隔为两部分，另一端设置于螺旋型旋流导流板或筒体壁，分流板板面为隔栅式结构；沿两组波浪形结构的凸峰型导流板之间的形成的气体通道前后依次设置多组扰流栅板；
[0007]均流腔：包括出气端面板后端与筒体构成部分，均流腔中沿筒体径向设置均流盘，均流盘径向均匀对称布置曲面结构的均流叶片。
[0008]上述涡旋收敛型的气流通道中沿流体流动方向可以设置三组波浪形结构的凸峰型导流板，一组位于气流通道一侧、另两组位于气体通道另一侧并构成正弦结构的通道。
[0009]上述扰流栅板可以于气流通道的气流进口、气流出口和通道中部设置三组；各组扰流栅板沿筒体轴向、于进气端面板与出气端面板之间均匀设置。
[0010]上述构成扰流栅板的扰流条的横截面可以为多边形或具有圆弧边的腰形结构。
[0011]上述分流板板面设置长条缝或多孔通气结构，并沿尿素溶液喷射方向路径横向成弧形布置。
[0012]本专利技术所述均流叶片为扭曲的流体导叶曲面结构。
[0013]本专利技术所述进气端面板的开口为圆形、椭圆形、矩形或梯形结构；出气端面板的开口为圆形、椭圆形、矩形或梯形结构。
[0014]与现有的Urea
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SCR混合器相比，本专利技术的有益效果如下：
[0015](1)本专利技术的Urea
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SCR混合器通过对热尾气气流的分配与导流，以及对尿素喷嘴喷射出的尿素水溶液进行强烈的破碎与雾化，实现尿素水溶液的快速、充分的雾化与热解；
[0016](2)本专利技术的Urea
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SCR混合器内的螺旋型旋流导流板与进气端面板、出气端面板之间形成一个涡旋收敛型气流通道，尿素水溶液快速充分雾化与热解后与经进气口进入的热尾气在涡旋收敛型气流通道内高速流动，实现均匀充分的参混；
[0017](3)本专利技术的Urea
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SCR混合器内布置在由螺旋型旋流导流板与进气端面板、出气端面板形成的涡旋收敛型气流通道内的凸峰型导流板，对通道内参混后高速流动的进行导流，在热气流流动过程中产生强烈的文丘里效应，气流通道长度大大延长，多组分气体的参混时间显著增加，显著提升多组分气体的参混效果；
[0018](4)本专利技术的Urea
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SCR混合器内设置在涡旋收敛型气流通道的气流进口、气流出口以及波谷间的扰流栅板，能够对涡旋收敛型气流通道内参混后高速流动的热气流进行导流、破碎，实现高效高质量的尿素热解以及与热尾气的参混；
[0019](5)本专利技术中Urea
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SCR混合器后腔室内的均流盘对通过出气口进入Urea
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SCR混合器后腔室内的高速旋流，进行分配与导流；穿过均流盘到达Urea
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SCR催化器前端面的热气流，具有优良的氨氮混合效果以及摩尔比均匀性，大大提升了氨的转化率，并解决低温低负荷工况条件下尿素结晶这一问题。
附图说明
[0020]图1是本专利技术混合器的前视图；
[0021]图2是本专利技术混合器进气端面板的混合器结构示意图；
[0022]图3是本专利技术混合器的轴向前视图；
[0023]图4是本专利技术混合器的局部放大视图；即图3局部放大视图；
[0024]图5是本专利技术混合器去除筒体后的轴侧图；
[0025]图6是本专利技术混合器结构的轴侧图；
[0026]图7是本专利技术混合器的后视图。
[0027]图中标注：
[0028]1‑
筒体，2
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尿素喷嘴安装座，3
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进气端面板，4
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螺旋型旋流导流板，5
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分流板，6
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尿素喷嘴护罩板，7
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出气端面板，8
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出气口，9
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凸峰型导流板，10
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扰流栅板，11
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均流盘，100A
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进气口，101
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均流叶片。
具体实施方式
[0029]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。
[0030]结合附图。
[0031]本例柴油内燃机后处理系统Urea
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SCR混合器，包括：筒体1、尿素喷嘴安装座2、尿素喷嘴罩板6、进气端面板3、进气口100A、分流板5、螺旋型旋流导流板4、凸峰型导流板9、扰流栅板10、出气端面板7、出气口8、均流盘11本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柴油内燃机后处理系统尿素Urea
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SCR混合器，为气体贯通的筒体结构混合器，包括设置于筒体壁的尿素喷嘴安装座，其特征在于：筒体结构的混合器由前端的螺旋混合腔和后端的均流腔构成；螺旋混合腔：包括位于混合腔前端的进气端面板、混合腔后端的出气端面板及两面板之间的螺旋型旋流导流板；进气端面板开口，开口与筒体内壁、螺旋型旋流导流板之间形成进气口；出气端面板开口形成出气口；螺旋型旋流导流板在进气端面板、出气端面板之间形成一个由进气口向出气口涡旋收敛型的气流通道，涡旋收敛型的气流通道中沿流体流动方向设置有波浪形结构的凸峰型导流板；尿素喷嘴安装座位于进气口后侧、尿素溶液喷射方向沿筒体径向布置；进气口内侧沿尿素溶液喷射方向路径横向布置有分流板，分流板一端设置于进气口内侧将进气口分隔为两部分，另一端设置于螺旋型旋流导流板或筒体壁，分流板板面为隔栅式结构；沿两组波浪形结构的凸峰型导流板之间的形成的气体通道前后依次设置多组扰流栅板；均流腔：包括出气端面板后端与筒体构成部分，均流腔中沿筒体径向设置均流盘，均流盘径向均匀对称布置曲面结构的均流叶片。2.根据权利要求1所述的柴油内燃机后处理系统尿素Urea
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SCR混合器，其特征在于：所述涡旋收敛型的气流通道中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张流俊，陈启章，
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：