CN104121081A - 一种scr尾气处理系统的进气管、scr尾气处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种SCR尾气处理系统的进气管，包括第一导流管和套装于所述第一导流管外的第二导流管，所述第一导流管、第二导流管的侧壁分别设有多个第一导流孔、第二导流孔，所述第一导流管的进气端与所述系统的尿素喷嘴、发动机排气管连接，所述第二导流孔与所述系统的催化剂反应器连接。上述双层进气管通过其双层导流孔增大了气体的扰动，使得尿素液滴碰到进气管内壁的机率减小，进而防止了尿素结晶，同时尿素液滴与尾气能够在流动过程中均匀混合，提高尿素液滴的利用率。此外，该进气管还具有较好的保温作用。本发明还提供一种应用上述进气管的SCR尾气处理系统。

Description

一种SCR尾气处理系统的进气管、SCR尾气处理系统

技术领域

本发明涉及汽车尾气处理设备技术领域，尤其涉及一种SCR尾气处理系统的进气管、SCR尾气处理系统。

背景技术

SCR(Selective Catalytic Reduction)尾气处理系统是消除柴油机尾气中氮氧化物的主要后处理技术之一。

SCR尾气处理系统的基本工作原理为：尾气从增压器涡轮流出后进入SCR尾气处理系统的进气管中，同时由安装在进气管上的尿素喷射单元将定量的尿素水溶液以雾状形态喷入进气管中，尿素液滴(其分子式为NH₂CONH₂)在高温废气作用下发生水解和热解反应，

NH₂CONH₂+H₂O→2NH₃+CO₂

生成所需要的还原剂氨气(NH₃)，氨气在催化剂作用下将尾气中的氮氧化物(NO_X)有选择地还原为氮气(N₂)，

2NO+2NO₂+4NH₃→4N₂+6H₂O

4NO+O₂+4NH₃→4N₂+6H₂O

2NO₂+O₂+4NH₃→3N₂+6H₂O。

现有技术中，请参考图1，图1为现有技术中SCR尾气处理系统的进气管的结构示意图，该进气管为单层管，其一端连接尿素喷嘴，另一端连接系统的管路100′。该管周向设有多个导流孔11′。工作过程中，尾气和尿素液滴同时进入该进气管，以使二者混合发生化学反应。然而，该进气管具有如下技术缺陷：

首先，该单层多孔管对气流的扰动较小，导致尿素液滴碰到进气管内壁的机率较大，壁面上的粘附时间较长，进而导致尿素容易结晶。

其次，由于对气流的扰动较小，尿素液滴与尾气气流的混合不够均匀，造成尿素液滴的利用率不高，氮氧转化效率低，氨气泄漏较大，同时消声效果不佳，影响了SCR尾气处理系统的可靠性和适应性。

有鉴于此，亟待针对上述技术问题，对现有技术中的SCR尾气处理系统的进气管做进一步优化设计，增大气流的流速，减少尿素结晶，并增强对气流的扰动，提高氮氧化物的转化效率。

发明内容

本发明的目的为提供一种SCR尾气处理系统的进气管，该进气管通过设置多层套装的导流管，增大了气流的流速，从而减少了尿素结晶，并且能够对气流的扰动，从而提高氮氧化物的转化效率。在此基础上，本发明的另一目的为提供一种应用上述进气管的SCR尾气处理系统。

为解决上述技术问题，本发明提供一种SCR尾气处理系统的进气管，包括第一导流管和套装于所述第一导流管外的第二导流管，所述第一导流管的侧壁设有多个第一导流孔、第二导流管的侧壁设有多个第二导流孔，所述第一导流管的进气端与所述系统的尿素喷嘴、发动机排气管连接，所述第二导流孔与所述系统的催化剂反应器连接。

采用这种结构，打开尿素喷嘴，尿素溶液以雾状喷入第一导流管，同时发动机排气管的尾气也进入进气管，然后尿素液滴和尾气经过第一导流管侧壁的第一导流孔流出、进入第一导流管和第二导流管之间，再经过第二导流管侧壁的第二导流孔流出。

在此过程中，上述双层进气管通过其双层导流孔增大了气体的扰动，使得尿素液滴碰到进气管内壁的机率减小，附着于进气管内壁的机率就减小，进而防止了尿素结晶。此外，由于双层导流孔对气流的扰动增大，尿素液滴与尾气能够在流动过程中均匀混合，提高尿素液滴的利用率，提高氮氧转化的效率。

此外，与现有技术中单层进气管相比，上述双层结构的进气管具较好的保温效果，使得进气管内始终保持较高的环境温度，而环境温度是尿素液滴的热解反应的重要影响因素，从而大大提高尿素液滴的热解反应的效率。

优选地，所述第一导流孔、所述第二导流孔分别位于所述第一导流管、第二导流管的相反的两侧。

优选地，所述第一导流管的进气端与其靠近的第二导流管的端部之间连接有导流筒，所述导流筒上设有第三导流孔。

优选地，所述第三导流孔设于所述第一导流孔的同侧。

优选地，所述第一导流管的侧壁底端还设有第四导流孔。

优选地，所述第四导流孔也设于所述第一导流孔的同侧。

优选地，所述第四导流孔的截面为矩形。

优选地，所述第一导流管长于所述第二导流管，所述第一导流管的底板为平板，所述第二导流管的底板为碗状板，所述碗状板与所述平板的外周连接、且向底端凸出。

本发明还提供一种SCR尾气处理系统，包括进气管和设于所述进气管上的尿素喷嘴；所述进气管采用如上所述的SCR尾气处理系统的进气管。

由于上述SCR尾气处理系统的进气管具有如上技术效果，因此，应用该进气管的SCR尾气处理系统也应当具有如上所述的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

图1为现有技术中SCR尾气处理系统的进气管的结构示意图；

图2为本发明所提供SCR尾气处理系统的进气管的一种具体实施方式的结构示意图；

图3为图2的左视图；

图4、图5分别为图2中导流筒的主视图、俯视图。

其中，图1中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

导流孔11′；管路100′；

图2至图5中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

第一导流管1；第一导流孔11；第四导流孔12；第一导流管的底板13；

第二导流管2；第二导流孔21；第二导流管的底板22；

导流筒3；第三导流孔31。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种SCR尾气处理系统的进气管，该进气管通过设置多层套装的导流管，增大了气流的流速，从而减少了尿素结晶，并且能够对气流的扰动，从而提高氮氧化物的转化效率。在此基础上，本发明的另一核心为提供一种应用上述进气管的SCR尾气处理系统。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

需要说明的是，本文中出现的方位词“进气端”指的图2中的左端，方位词“底端”指的是图2中的右端；应当理解，这些方位词的出现是以说明书附图为基准而设立的，它们的出现不应当影响本发明的保护范围。

请参参考图2和图3，图2为本发明所提供SCR尾气处理系统的进气管的一种具体实施方式的结构示意图，图3为图2的左视图。

在一种具体实施方式中，如图2和图3所示，本发明提供一种SCR尾气处理系统的进气管，包括第一导流管1和套装于第一导流管1外的第二导流管2，第一导流管1、第二导流管2的侧壁分别设有多个第一导流孔11、多个第二导流孔21，第一导流管1的进气端与系统的尿素喷嘴、发动机排气管连通，第二导流孔21与所述系统的催化剂反应器连接。

采用这种结构，打开尿素喷嘴，尿素溶液以雾状喷入第一导流管1，同时发动机排气管的尾气也进入进气管，然后尿素液滴和尾气经过第一导流管1侧壁的第一导流孔11流出、进入第一导流管1和第二导流管2之间，再经过第二导流管2侧壁的第二导流孔21流出。

在此过程中，上述双层进气管通过其双层导流孔增大了气体的扰动，使得尿素液滴碰到进气管内壁的机率减小，附着于进气管内壁的机率就减小，进而防止了尿素结晶。此外，由于双层导流孔对气流的扰动增大，尿素液滴与尾气能够在流动过程中均匀混合，提高尿素液滴的利用率，提高氮氧转化的效率。

此外，与现有技术中单层进气管相比，上述双层结构的进气管具较好的保温效果，使得进气管内始终保持较高的环境温度，而环境温度是尿素液滴的热解反应的重要影响因素，从而大大提高尿素液滴的热解反应的效率。

具体的方案中，如图2和图3所示，上述第一导流孔11、第二导流孔21分别位于第一导流管1、第二导流管2的相反的两侧，即如图2所示，多个第一导流孔11设于第一导流管1的下侧、多个第二导流孔21设于第二导流管2的上侧。

采用这种结构，进入第一导流管1后，尿素液滴和尾气中的大部分先经第一导流孔11向下流动、进入第一导流管1、第二导流管2之间，再向上流动半圈后，穿过第二导流孔21流出。由此可见，将双层导流孔分别设置在相反的两侧，能够进一步起到导向作用，使得尿素液滴和尾气的流动时间较长、流动路径较长，进一步加强了对气流的扰动，使得尿素液滴和尾气混合更加充分。当然，上述第一导流孔11和第二导流孔21并不仅限设于相反的两侧，也可以设于相同侧，或者略错开的位置。

在另一种具体实施方式中，结合图2、图4和图5，图4、图5分别为图2中导流筒3的主视图、俯视图，上述第一导流管1的进气端与其靠近的第二导流管2的端部之间连接有导流筒3，导流筒3上设有第三导流孔31。

由于进气管的进气端通常为尿素液滴容易结晶的部位，采用这种结构，在进入第一导流管1之前，尿素液滴和尾气中的少部分先经第三导流孔31穿过导流筒3、进入第一导流管1和第二导流管2之间，进一步加强对进气端气流的扰动，减少尿素液滴附着在进气端内壁的机率，进而减少尿素结晶。

具体的方案中，上述第三导流孔31设于第一导流孔11的同侧，即第三导流孔31也与第二导流孔21设置于相反的两侧。与上述第一导流孔11、第二导流孔21设置为相反两侧的效果相同，采用这种结构，进一步加大对气体扰动，使得气流从第三导流孔31流向第二导流孔21的流动路径加长、减少尿素结晶的同时，保证尿素液滴与尾气充分混合。当然，上述第三导流孔31和第二导流孔21并不仅限设于相反的两侧，也可以设于相同侧，或者略错开的位置。

另一种具体实施方式中，如图2所示，上述第一导流管1的侧壁底端还设有第四导流孔12。

由于进气管的底端也通常为尿素液滴容易结晶的部位，采用这种结构，在进入第一导流管1流、直达底部后，尿素液滴和尾气中的少部分可以先经第四导流孔12穿过第一导流管1、进入第一导流管1和第二导流管2之间，再通过第二导流孔21流出。这样，进一步加强对第一导流管1底端的气流扰动，减少尿素液滴附着在底端内壁的机率，进而减少尿素结晶。

具体的方案中，上述第四导流孔12也设于第一导流孔11的同侧，即第四导流孔12也与第二导流孔21设置于相反的两侧。与上述第一导流孔11、第二导流孔21设置为相反两侧的效果相同，采用这种结构，进一步加大对底端气体的扰动，使得气流从第四导流孔12向第二导流孔21的流动路径加长，减少尿素结晶的同时，保证尿素液滴与尾气充分混合。当然，上述第四导流孔12和第二导流孔21并不仅限设于相反的两侧，也可以设于相同侧，或者略错开的位置。

更具体地，上述第四导流孔12的截面可以为矩形。由于第一导流管1的底端为侧壁和底壁的连接处，其操作空间受限，将第四导流孔12的截面设为矩形，使得第四导流孔12的加工工艺更加简单、进气管的加工成本也较小。当然，上述第四导流孔12的横截面并不仅限于矩形，还可以设为其他形状。

在另一种具体实施方式中，上述第一导流管1长于第二导流管2，第一导流管的底板13为平板，第二导流管的底板22为碗状板，碗状板与平板的外周连接、且向底端凸出。

这样，气流进入第一导流管1、第二导流管2之间的底部撞击到碗状板时，经该碗状板反射后，能够改变气流的方向，使其向各个方向流动，起到缓冲的作用。与现有技术中的平板结构相比，采用这种碗状底板22后，由于气流的方向发生了很大的改变，而不是向同一个方向流动，因此大大降低了SCR后处理系统的噪声。

此外，本发明还提供一种SCR尾气处理系统，包括进气管和设于进气管上的尿素喷嘴；进气管采用如上的SCR尾气处理系统的进气管。

由于上述进气管具有如上所述的技术效果，因此，包括该进气管的SCR尾气处理系统也应当具有相同的技术效果，在此不再赘述。

以上对本发明所提供的一种SCR尾气处理系统的进气管、SCR尾气处理系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种SCR尾气处理系统的进气管，其特征在于，包括第一导流管(1)和套装于所述第一导流管(1)外的第二导流管(2)，所述第一导流管(1)的侧壁设有多个第一导流孔(11)、所述第二导流管(2)的侧壁设有多个第二导流孔(21)，所述第一导流管(1)的进气端与所述系统的尿素喷嘴、发动机排气管连接，所述第二导流孔(21)与所述系统的催化剂反应器连接。

2.根据权利要求1所述的SCR尾气处理系统的进气管，其特征在于，所述第一导流孔(11)、所述第二导流孔(21)分别位于所述第一导流管(1)、所述第二导流管(2)的相反的两侧。

3.根据权利要求2所述的SCR尾气处理系统的进气管，其特征在于，所述第一导流管(1)的进气端与其靠近的所述第二导流管(2)的端部之间连接有导流筒(3)，所述导流筒(3)上设有第三导流孔(31)。

4.根据权利要求3所述的SCR尾气处理系统的进气管，其特征在于，所述第三导流孔(31)设于所述第一导流孔(11)的同侧。

5.根据权利要求3所述的SCR尾气处理系统的进气管，其特征在于，所述第一导流管(1)的侧壁底端还设有第四导流孔(12)。

6.根据权利要求5所述的SCR尾气处理系统的进气管，其特征在于，所述第四导流孔(12)也设于所述第一导流孔(11)的同侧。

7.根据权利要求6所述的SCR尾气处理系统的进气管，其特征在于，所述第四导流孔(12)的截面为矩形。

8.根据权利要求1-7任一项所述的SCR尾气处理系统的进气管，其特征在于，所述第一导流管(1)长于所述第二导流管(2)，所述第一导流管的底板(13)为平板，所述第二导流管的底板(22)为碗状板，所述碗状板与所述平板的外周连接、且向底端凸出。

9.一种SCR尾气处理系统，包括进气管和设于所述进气管上的尿素喷嘴；其特征在于，所述进气管采用如权利要求1-8任一项所述的SCR尾气处理系统的进气管。