CN104989502B - 一种车用scr尿素水解反应器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车用SCR尿素水解反应器，包含水解系统和尿素储存单元，水解系统包括气液分离器、止回阀、产品气出口、水解室、上尾气管、下尾气管和反应器筒体；尿素储存单元包括尿素储存箱、计量泵、进风口、尿素溶液进口和尿素溶液出口反应筒体通过封头与排气管和催化转化器连接；尿素储存箱用来储存尿素，其供给量由计量泵控制，计量泵的开度由DCU控制器控制。本发明用尿素供给量来精确调节氨气生成量，将尿素水解产物氨气导入到尾气中，解决了现有技术中因尿素反应不完全造成的沉积等问题，提高工作效率。

Description

一种车用SCR尿素水解反应器
技术领域
本发明涉及一种尿素水解反应器，特别是涉及一种车用SCR尿素水解反应器。
背景技术
车用SCR是指安装在汽车排气系统中，可将发动机排放出的NOx催化还原成N2和H2O的催化还原装置。此催化反应常用尿素水溶液做还原剂。现有技术中该装置将尿素水溶液直接喷射到催化剂上游的排气管中，在废气温度和气流的作用下热解产生CO2和氨气，氨气作为还原剂将NOx还原成无污染的氮气和水，但是该装置存在尿素因反应不完全而沉积，影响工作效率的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种车用SCR水解反应器，不仅避免尿素反应不完全而导致沉积的问题，还能提高发动机的工作效率。
本发明所要求解决的技术问题可以通过以下技术方案实现：一种车用SCR尿素水解反应器，包括水解系统和尿素储存单元，所述的水解系统包括气液分离器、止回阀、产品气出口、水解室、上尾气管、下尾气管和反应器筒体，反应器筒体一端通过封头Ⅰ与排气管连接，另一端通过封头Ⅱ与催化器连接，反应器筒体内壁上安装有水解室，水解室的上方安装有气液分离器，气液分离器上方设有产品气输出管道，产品气输出管道与止回阀相连接，止回阀下端与产品气出口相连接，产品气出口伸入上尾气管，所述的尿素储存单元包括尿素储存箱、计量泵、进风口、尿素溶液进口和尿素溶液出口，尿素溶液进口安装在尿素储存箱的上方，尿素溶液出口安装在尿素储存箱的下方，尿素储存箱与水解室通过管路连接，该管路上设有计量泵，在水解室的入口处设有进风口。
进一步的，所述的反应器筒体与排气管连接的一端安装有远传温度计。
进一步的，所述的水解室内安装有远传液位计。
本发明同时请求保护所述的车用SCR尿素水解反应器的使用方法，该方法包括如下步骤：
尿素溶液通过尿素溶液进口进入到尿素储存箱，DCU控制器通过控制计量泵的开度控制尿素向水解室的输入量，输入到水解室中的尿素被来自上尾气管的热量加热发生水解反应，尿素溶液水解产物氨气从液体中溢出经过气液分离器，沿管道顺着产品气出口排出到上尾气管中与尾气混合。而氨气中的微小液滴，通过气液分离器的壁面流入到水解室中继续进行水解反应。
本发明的有益效果是：
1)本发明采用尾气余热加热尿素进行水解，可以节约大量能源，还能提高发动机的工作效率，提高燃油经济性。
2)尿素的供给量由计量泵控制，计量泵的开度由DCU控制器控制，因此，氨气的生成量可用尿素供给量精确调节。
3)尿素在加热生成氨气后，氨气在排气管背压作用下注入排气管中，由止回阀控制防止回流。由于避免了尿素直接进入排气管中，也就不会产生因尿素反应不完全而导致的种种沉积问题。
4)尾气管的特殊设计有利于提高反应效率。
5)在反应器上安装有进风口，可增加反应器的抗腐蚀性。
6)无需复杂的控制回路及喷嘴，可降低系统使用成本。
附图说明
图1为本发明实施例的装置结构透视示意图。
其中：1、远传温度计，2、进风口，3、计量泵，4、尿素溶液进口，5、尿素储存箱，6、尿素溶液出口，7、远传液位计，8、气液分离器，9、止回阀，10、产品气出口，11、水解室，12、上尾气管，13、下尾气管，14、封头Ⅰ，15、封头Ⅱ，16、反应器筒体。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式，对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明装置结构透视示意图，一种车用SCR尿素水解反应器，包括水解系统和尿素储存单元，所述的水解系统包括气液分离器8、止回阀9、产品气出口10、水解室11、上尾气管12、下尾气管13和反应器筒体16，反应器筒体16一端通过封头Ⅰ14与排气管连接，另一端通过封头Ⅱ15与催化器连接，反应器筒体16内壁上安装有水解室11，水解室11的上方安装有气液分离器8，气液分离器8上方设有产品气输出管道，产品气输出管道与止回阀9相连接，止回阀9下端与产品气出口10相连接，产品气出口10伸入上尾气管12，所述的尿素储存单元包括尿素储存箱5、计量泵3、进风口2、尿素溶液进口4和尿素溶液出口6，尿素溶液进口4安装在尿素储存箱5的上方，尿素溶液出口6以本领域已知的任意一种连接方式安装在尿素储存箱5的下方，尿素储存箱5与水解室11通过管路连接，该管路上设有计量泵3，在水解室11的入口处设有进风口2。
为了使各结构布局更合理，尿素储存箱5为长方形结构，尿素溶液进口4安装在尿素储存箱5的左上角，尿素溶液出口6以外延的方式安装在尿素储存箱5的右下角。反应器筒体16与排气管连接的一端安装有远传温度计1，水解室11内安装有远传液位计7。
具有一定浓度的尿素溶液通过尿素储存箱5与水解室11的连接管道进入到水解室11的反应区域，尿素溶液在此区域被来自上尾气管12的热量加热到水解反应温度，尿素溶液水解产物氨气从液体中溢出。氨气经过气液分离器8上升，气体混合物中的液滴在内壁表面形成稳定的液膜，依靠表面张力不断吸收气体中的液滴，液膜达到一定厚度依靠重力通过气液分离器8的壁面流入到反应器水解室11的液相尿素溶液中继续进行水解反应，气体通过气液分离器8后，沿产品气输出管道顺着产品气出口10排出进入到上尾气管12中与尾气混合，混合后的气体被排入到催化器中，进行下一步反应。本发明直接利用上尾气管12的气体进行加热和导流，在氨气生成后，将上尾气管12和下尾气管13合并，并形成扰流，使氨气在尾气管的断面充分分布，有利于催化器的反应效率。
上面结合附图对本发明具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。

Claims (4)

1.一种车用SCR尿素水解反应器，其特征在于，包括水解系统和尿素储存单元，所述的水解系统包括气液分离器(8)、止回阀(9)、产品气出口(10)、水解室(11)、上尾气管(12)、下尾气管(13)和反应器筒体(16)，反应器筒体(16)一端通过封头Ⅰ(14)与排气管连接，另一端通过封头Ⅱ(15)与催化器连接，反应器筒体(16)内壁上安装有水解室(11)，水解室(11)的上方安装有气液分离器(8)，气液分离器(8)上方设有产品气输出管道，产品气输出管道与止回阀(9)相连接，止回阀(9)下端与产品气出口(10)相连接，产品气出口(10)伸入上尾气管，所述的尿素储存单元包括尿素储存箱(5)、计量泵(3)、进风口(2)、尿素溶液进口(4)和尿素溶液出口(6)，尿素溶液进口(4)安装在尿素储存箱(5)的上方，尿素溶液出口(6)安装在尿素储存箱(5)的下方，尿素储存箱(5)与水解室(11)通过管路连接，该管路上设有计量泵(3)，在水解室(11)的入口处设有进风口(2)；利用上尾气管(12)的气体进行加热和导流，在氨气生成后，将上尾气管(12)和下尾气管(13)合并，并形成扰流，使氨气在尾气管的断面充分分布。
2.如权利要求1所述的一种车用SCR尿素水解反应器，其特征在于，反应器筒体(16)与排气管连接的一端安装有远传温度计(1)。
3.如权利要求1所述的一种车用SCR尿素水解反应器，其特征在于，水解室(11)内安装有远传液位计(7)。
4.如权利要求1所述一种车用SCR尿素水解反应器的使用方法，其特征在于，尿素溶液通过尿素溶液进口(4)进入到尿素储存箱(5)，DCU控制器通过控制计量泵(3)的开度控制尿素向水解室(11)的输入量，输入到水解室(11)中的尿素被来自上尾气管(12)的热量加热发生水解反应，尿素溶液水解产物氨气从液体中溢出经过气液分离器(8)，沿产品气管道顺着产品气出口(10)排出到上尾气管(12)中与尾气混合，而氨气中的微小液滴，通过气液分离器(8)的壁面流入到水解室(11)中继续进行水解反应。
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