CN1918370A - Scr消声器 - Google Patents

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Abstract

一种SCR消声器，保持还原剂等的供给喷嘴和排气管的热量，从而即使在低温下也可防止SCR催化剂清除氮氧化物(NOX)的效率降低，并提高还原剂等的供给喷嘴的耐用性。该SCR消声器包括用于选择性地还原和清除废气中所含氮氧化物(NOX)的SCR催化剂(1)；允许废气流入SCR催化剂的排气管(2)；以及将还原剂或还原剂前体供给至废气的还原剂等的供给喷嘴(3)。该还原剂等的供给喷嘴(3)或排气管(2)具有保温套管结构。

Description

SCR消声器
相关申请的交叉引用
本申请要求以申请于2004年2月12日的日本专利申请JP2004-35449为优先权，在此结合作为参考。
技术领域
本发明涉及SCR消声器，其带有用来选择性地还原和清除废气中所含的氮氧化物(NOx)的SCR催化剂。
背景技术
近年来，由于例如酸雨和光化烟雾等的环境污染问题的存在，对于由例如柴油机的内燃机排出的废气中所含的颗粒物质(PM)和氮氧化物(NOx)而言，迫切需要将其清除。
因此，存在一种传统的技术，在内燃机的排气系统中，还原剂或例如尿素水的还原剂前体，通过还原剂等的供给喷嘴从具有选择性还原作用的SCR(选择性催化还原作用)催化剂的SCR消声器的上游经喷射被供给至废气，从而由SCR催化剂选择性地还原和清除废气中所含的氮氧化物(NOx)。例如见日本专利申请公开2001-20724。
此外，由于低温下SCR催化剂清除氮氧化物(NOx)的效率很低，所以存在一种技术，其中消声器由热绝缘体制成或被热绝缘层覆盖，从而保持SCR催化剂的热量。
然而，采用这种传统技术，SCR催化剂本身的热量得到维持，但还原剂等的供给喷嘴和催化剂的排气管上游的热量并未得到维持。
因此，存在一个问题，即，低温下还原剂或例如尿素水的还原剂前体被冷却为凝固在还原剂等的供给喷嘴中，不能被稳定地供给至废气，因此不能防止SCR催化剂清除氮氧化物(NOx)的效率降低。
此外，存在一个问题，即，在低温下，即使与废气混合并接触的还原剂或例如尿素水的还原剂前体也会被冷却为在流入SCR催化剂中之前凝固在排气管中，因此不能稳定地流入SCR催化剂，因而不能防止SCR催化剂清除氮氧化物(NOx)的效率降低。
此外，用传统的技术，存在一个问题，即，由于受到由车辆、废气及类似物的振动的影响，还原剂等的供给喷嘴面临破坏和变形的危险并且耐用性很低。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种SCR消声器，能够维持还原剂等的供给喷嘴和排气管的热量，从而即使在低温下也能防止SCR催化剂清除氮氧化物(NOx)的效率降低，并提高还原剂等的供给喷嘴的耐用性。
用来解决上述问题的本发明是一种SCR消声器，包括：用于选择性地还原和清除废气中所含的氮氧化物(NOx)的SCR催化剂；允许废气流入SCR催化剂的排气管；以及将还原剂或还原剂前体供给至废气的还原剂等的供给喷嘴。该SCR消声器的特征在于，还原剂等的供给喷嘴具有套管结构。
此外，本发明的SCR消声器的特征在于，保温材料设置在形成上述套管结构的内管和外管之间。
可选地，本发明的SCR消声器的特征在于，存在一个限定在形成上述套管结构的内管和外管之间的空间。
本发明的另一种方案是一种SCR消声器，包括：用于选择性地还原和清除废气中所含的氮氧化物(NOx)的SCR催化剂；允许废气流入SCR催化剂的排气管；以及将还原剂或还原剂前体供给至废气的还原剂等的供给喷嘴。该SCR消声器的特征在于，排气管具有套管结构。
本发明的SCR消声器的特征在于，保温材料设置在形成上述套管结构的内管和外管之间。
可选地，本发明的SCR消声器的特征在于，存在一个限定在形成上述套管结构的内管和外管之间的空间。
附图说明
图1是根据本发明实施例的SCR消声器的基本示意图。
具体实施方式
下面将参考所附附图对用来实施本发明的SCR消声器的最佳方式进行描述。
图1是根据本发明实施例的SCR消声器的基本示意图，它包括用来选择性地还原和清除废气中所含的氮氧化物(NOx)的SCR催化剂1、允许废气流入SCR催化剂1的排气管2、以及将还原剂或还原剂前体供给至废气的还原剂等的供给喷嘴3，该还原剂等的供给喷嘴3或排气管2具有保温套管结构。
图1(a)显示了一种SCR消声器，带有具有保温套管结构的还原剂等的供给喷嘴3，图1(b)显示了一种SCR消声器，带有具有保温套管结构的排气管2。
在具有这种结构的SCR消声器中，废气沿从上游到下游的方向穿过排气管2并流入SCR催化剂1。
废气从例如柴油机的内燃机中排出并且包含未燃碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)和例如一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)的氮氧化物(NOx)等的有毒物质。
这种废气在流入SCR催化剂1之前的时间期间，通过带有还原剂或还原剂前体的还原剂等的供给喷嘴3而被供给。该还原剂或还原剂前体包括例如释放还原剂的物质的还原剂前体，以及还原剂本身，并且可以是碳氢化合物、氰尿酸酯、氨水、碳酸铵、氨基甲酸铵、尿素及它们的化合物。此外，还原剂或还原剂前体可以是固体、液体和气体中的任一种形式。
例如，还原剂等的供给喷嘴3可供给氨水本身作为还原剂，但在相对高的浓度下氨水气味强烈并且毒性大。因此，低毒性的尿素水作为还原剂前体更适宜经喷射供给。在这种情况下，尿素水中的尿素与排气管中的废气混合并接触，并且经加热或水解溶解释放出氨水一一种还原剂。
当还原剂等的供给喷嘴3具有如图1(a)所示的保温套管结构时，即使在低温下，还原剂或例如尿素水的还原剂前体也几乎不在还原剂等的供给喷嘴中冷却，因此几乎不附着在还原剂等的供给喷嘴3中并且被稳定地供给至废气。
虽然图1(a)显示出还原剂等的供给喷嘴3的外侧具有套管结构，但本发明并不仅限于此。还原剂等的供给喷嘴3的内侧可具有套管结构。
此外，套管结构的内部，即，形成该套管结构的内管3a和外管3b之间，可存在一个空间，但从提高保温能力的角度来讲该空间最好装满保温材料或类似的低热传导率材料。在图中，保温材料4设置在形成还原剂等的供给喷嘴3的套管结构的内管3a和外管3b之间。保温材料4的材料等不仅限于特定的一种。
由于套管结构还加固了还原剂等的供给喷嘴3，所以还原剂等的供给喷嘴3的耐用性提高。
此后，废气进一步沿下游方向流经排气管，流入SCR催化剂1，在那里废气中所含的氮氧化物(NOx)被吸收到SCR催化剂1中并被选择性地还原和清除。其结果是，氮氧化物(NOx)转化为对环境无害的氮和水。
而当排气管2具有如图1(b)所示的保温套管结构时，废气的热量很难释放到排气管外部，且热量保持在排气管内部。因此，即使在低温下，经喷射供给至废气的还原剂或例如尿素水的还原剂前体在排气管中也几乎不被冷却。其结果是，还原剂或例如尿素水的还原剂前体几乎不在排气管中沉淀，并与废气一起稳定地供给至SCR催化剂1。
在图1(b)中，排气管2内侧具有保温套管结构，其上游侧由凸缘固定，而在套管结构的下游侧上，排气管内侧逐渐向着下游扩张从而使废气易于流入SCR催化剂1。然而，本发明并不仅限于此。例如排气管2的外侧可具有保温套管结构，或者套管结构的下游侧不但可通过凸缘而且可通过焊接、螺钉或类似手段固定。可选地，排气管内侧可采用逐级扩张的结构。
此外，套管结构的内部，即，形成该套管结构的内管2a和外管2b之间，可存在一个空间，但从提高保温能力的角度来讲该空间最好装满保温材料或类似的低热传导率材料。在图中，存在一个限定在形成排气管2的套管结构的内管2a和外管2b之间的空间。
该SCR(选择性催化还原作用)催化剂1可由二氧化钛(TiO2)、五氧化二钒(V2O5)、三氧化钨(WO3)、三氧化钼(MoO3)、二氧化硅(SiO2)、硫酸盐、沸石等及其化合物中的任一种制成。此外，SCR催化剂1可被具有蜂窝结构的催化剂支架盛装或支承。
工业实用性
根据本发明，该SCR消声器保持还原剂等的供给喷嘴和排气管的热量，从而即使在低温下也可防止SCR催化剂清除氮氧化物(NOx)的效率降低，并提高还原剂等的供给喷嘴的耐用性。

Claims (6)

1、一种SCR消声器，包括：
用于选择性地还原和清除废气中所含的氮氧化物(NOX)的SCR催化剂；
允许废气流入SCR催化剂的排气管；以及
将还原剂或还原剂前体供给至废气的还原剂等的供给喷嘴，
其特征在于，上述还原剂等的供给喷嘴具有套管结构。
2、根据权利要求1的SCR消声器，其特征在于，保温材料设置在形成上述套管结构的内管和外管之间。
3、根据权利要求1的SCR消声器，其特征在于，存在一个限定在形成上述套管结构的内管和外管之间的空间。
4、一种SCR消声器，包括：
用于选择性地还原和清除废气中所含的氮氧化物(NOX)的SCR催化剂；
允许废气流入SCR催化剂的排气管；以及
将还原剂或还原剂前体供给至废气的还原剂等的供给喷嘴，
其特征在于，排气管具有套管结构。
5、根据权利要求4的SCR消声器，其特征在于，保温材料设置在形成上述套管结构的内管和外管之间。
6、根据权利要求4的SCR消声器，其特征在于，存在一个限定在形成上述套管结构的内管和外管之间的空间。
CNA2005800047346A 2004-02-12 2005-02-02 Scr消声器 Pending CN1918370A (zh)

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