CN212716828U - 一种用于满足非道路国四排放要求的后处理系统 - Google Patents

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范剑锋
张皓荐
赵大祥
邱荣珍
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Abstract

本实用新型公开了一种用于满足非道路国四排放要求的后处理系统，包括扩张管、内壳、外壳和渐缩管；扩张管包括进气直管段及扩张段，扩张段的端部为封闭结构，扩张段的外周壁上开设有第一通气孔；渐缩管包括出气直管段及渐缩段，渐缩段的外周壁上开设有第二通气孔；内壳的两端分别与扩张段和渐缩段相连，外壳设置在内壳外侧并与扩张段和渐缩段的外周壁构成DOC区；内壳的中心区域设有SCR区，SCR区的上游与DPF区相连通，下游与出气直管段相连通；SCR区的外壁和内壳之间的环形区域构成了DPF区。本实用新型的后处理系统，具有结构紧凑，催化效率高的优点，可减少柴油机尾气污染物的排放，使其满足柴油机非道路国四排放要求。

Description

一种用于满足非道路国四排放要求的后处理系统
技术领域
本实用新型涉及柴油发动机尾气治理的技术领域，尤其涉及一种用于满足非道路国四排放要求的柴油发动机尾气后处理系统。
背景技术
随着工业化程度的不断加深，环境污染问题日益突出，环境污染的污染源呈多样化态势。为改善大气环境质量，我国不仅出台了环境保护法和大气污染防治法等相关法律文件，同时为控制非道路柴油机械污染物排放，国家发布了《非道路柴油移动机械污染物排放控制技术要求》(HJ1014)，进一步规定了非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值。
为了应对日益严格的环保要求，由鉴于此，亟需提供一种用于满足非道路国四排放要求的后处理系统，以解决柴油发动机尾气排放的污染问题。
发明内容
鉴于以上现有技术的不足之处，本实用新型提供了一种用于满足非道路国四排放要求的后处理系统，具有结构紧凑，催化效率高的优点，可减少柴油机尾气污染物的排放，使其满足柴油机非道路国四排放要求。
为达到以上目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种用于满足非道路国四排放要求的后处理系统，包括扩张管、内壳、外壳和渐缩管，所述扩张管包括进气直管段及其相连通的扩张段，所述扩张段的端部为封闭结构，所述扩张段的外周壁上均匀开设有若干第一通气孔；所述渐缩管包括出气直管段及其相连通的渐缩段，所述渐缩段的外周壁上均匀开设有若干第二通气孔；所述内壳的两端分别与扩张段和渐缩段相连，所述外壳设置在内壳外侧并与扩张段和渐缩段的外周壁构成DOC区；所述内壳的中心区域设有呈圆柱状的SCR区，所述SCR区的上游与DPF区相连通，且在所述SCR区与DPF区之间设有还原剂喷射管，所述SCR区的下游与出气直管段相连通；所述SCR区的外壁和内壳之间的环形区域构成了所述DPF区。
优选地，所述SCR区和出气直管段之间还设置有ASC区。
优选地，所述DPF区包括低温DPF区及其相连通的高温DPF区，所述低温DPF区靠近渐缩段设置，所述高温DPF区设置在低温DPF区的下游并与SCR区相连通，所述高温DPF区内还设有加热环。
在其中一个具体的实施方式中，所述进气直管段内设置有第一温度传感器和第一压力传感器，所述出气直管段内设置有第二温度传感器和第二压力传感器，所述第一温度传感器、第一压力传感器、第二温度传感器和第二压力传感器与控制器电连接。
优选地，所述DOC区、DPF区、SCR区和ASC区均为蜂窝状结构，孔目数为300～600CPSI。
本实用新型的有益效果：
本实用新型的用于满足非道路国四排放要求的后处理系统，通过依次设置的DOC区、DPF区、SCR区和ASC区，可将柴油机尾气中颗粒物(PM)、氮氧化物(NOx)、碳氢(HC)和一氧化碳(CO)的催化净化。
本实用新型的用于满足非道路国四排放要求的后处理系统，具有结构紧凑，催化效率高的优点，可减少柴油机尾气污染物的排放，使其满足柴油机非道路国四排放要求。
附图说明
图1是本实用新型用于满足非道路国四排放要求的后处理系统的结构示意图。
图2是图1中A-A方向的剖视图。
图3是图1中扩张管的放大示意图。
图4是图1中渐缩管的放大示意图。
附图标记：扩张管1、内壳2、外壳3、渐缩管4、DOC区5、低温DPF区6、高温DPF区7、SCR区8、ASC区9、控制器10、第一温度传感器11、第一压力传感器12、第二温度传感器41、第二压力传感器42、加热环71、还原剂喷射管81、第一通气孔101、进气直管段102、扩张段103、第二通气孔401、渐缩段402、出气直管段403。
具体实施方式
以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
实施例
如图1至图4所示，本实施例的用于满足非道路国四排放要求的后处理系统，包括扩张管1、内壳2、外壳3和渐缩管4，所述扩张管1包括进气直管段102及其相连通的扩张段103，所述扩张段103的端部为封闭结构，所述扩张段103的外周壁上均匀开设有若干第一通气孔101；所述渐缩管4包括出气直管段403及其相连通的渐缩段402，所述渐缩段402的外周壁上均匀开设有若干第二通气孔401；所述内壳2的两端分别与扩张段103和渐缩段402相连，所述外壳3设置在内壳2外侧并与扩张段103和渐缩段402的外周壁构成DOC区5；所述内壳2的中心区域设有呈圆柱状的SCR区8，所述SCR区8的上游与DPF区相连通，且在所述SCR区8与DPF区之间设有还原剂喷射管81，所述SCR区8的下游与出气直管段403相连通；所述SCR区8的外壁和内壳2之间的环形区域构成了所述DPF区。
非道路的柴油机尾气由进气直管段102进入，然后经过扩张段103外周壁上的第一通气孔101进入到DOC区5，再通过渐缩段402外周壁上的第二通气孔401进入到DPF区，最后流经SCR区8后通过出气直管段403排出。
所述SCR区8和出气直管段403之间还设置有ASC区9。
所述DPF区包括低温DPF区6及其相连通的高温DPF区7，所述低温DPF区6靠近渐缩段402设置，所述高温DPF区7设置在低温DPF区6的下游并与SCR区8相连通，所述高温DPF区7内还设有加热环71。所述低温DPF区6内装填有以堇青石蜂窝陶瓷为载体，且所述载体上依次涂覆有沸石层和贵金属活性层的催化剂。低温DPF区6内以贵金属为活性组分，在低温吸附时可以催化氧化HC,CO，并将NO转换成NO2。
所述高温DPF区7内装填有以堇青石蜂窝陶瓷为载体，且所述载体上依次涂覆有沸石层和钙钛矿型复合氧化物活性层的催化剂。高温DPF区7以钙钛矿型复合氧化物为活性组分，在高温状态下，可以通过NO2与颗粒物进行催化反应，使柴油机尾气得以高效净化处理。
所述进气直管段102内设置有第一温度传感器11和第一压力传感器12，所述出气直管段403内设置有第二温度传感器41和第二压力传感器42，所述第一温度传感器11、第一压力传感器12、第二温度传感器41和第二压力传感器42与控制器10电连接。
所述DOC区5、DPF区、SCR区8和ASC区9均为蜂窝状结构，孔目数为300～600CPSI。所述DOC区5内涂覆贵金属催化剂，比例为1:2的铂和铑；所述DPF区内涂覆贵金属催化剂，铂；所述SCR区8内涂覆Cu/分子筛催化剂；所述ASC区9内涂覆贵金属催化剂，铂。
所述SCR区8内还可以设置相应的加热器，用以加热SCR区8内的催化剂，使得经过DPF区处理后的尾气进行在高温条件下进行选择性的催化氧化，以进一步脱除尾气中的氮氧化物。
本实用新型的工作过程：非道路的柴油机尾气依次流经DOC区5、低DPF区6、高DPF区7、SCR区8和ASC区9进行尾气中污染物的相应去除；其中在DOC区5内进行碳氢(HC)和一氧化碳(CO)的催化净化，在低DPF区6和高DPF区7内进行颗粒物和黑烟的捕集和催化氧化去除，在SCR区8内通过喷入的还原剂氨气进行氮氧化物(NOx)的选择性催化氧化，转化为氮气和水，在ASC区9内进行逃逸氨气的催化净化处理。在尾气后处理系统运行过程中，当第一压力传感器12和第二压力传感器42两者之间的压力差达到设定值时，通过第一温度传感器11和第二温度传感器41的温度显示信号，启动加热环71的加热开关，反馈控制高温DPF区7的温度，从而一方面保证吸附尾气颗粒物的滤芯进入到催化氧化的状态，最大限度的完成颗粒物捕集和催化氧化操作，另外一方面，加热后的尾气有利于在SCR区8内进行氮氧化物的选择性催化氧化。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。

Claims (5)

1.一种用于满足非道路国四排放要求的后处理系统，包括扩张管、内壳、外壳和渐缩管，其特征在于，所述扩张管包括进气直管段及其相连通的扩张段，所述扩张段的端部为封闭结构，所述扩张段的外周壁上均匀开设有若干第一通气孔；所述渐缩管包括出气直管段及其相连通的渐缩段，所述渐缩段的外周壁上均匀开设有若干第二通气孔；所述内壳的两端分别与扩张段和渐缩段相连，所述外壳设置在内壳外侧并与扩张段和渐缩段的外周壁构成DOC区；所述内壳的中心区域设有呈圆柱状的SCR区，所述SCR区的上游与DPF区相连通，且在所述SCR区与DPF区之间设有还原剂喷射管，所述SCR区的下游与出气直管段相连通；所述SCR区的外壁和内壳之间的环形区域构成了所述DPF区。
2.如权利要求1所述的用于满足非道路国四排放要求的后处理系统，其特征在于，所述SCR区和出气直管段之间还设置有ASC区。
3.如权利要求1所述的用于满足非道路国四排放要求的后处理系统，其特征在于，所述DPF区包括低温DPF区及其相连通的高温DPF区，所述低温DPF区靠近渐缩段设置，所述高温DPF区设置在低温DPF区的下游并与SCR区相连通，所述高温DPF区内还设有加热环。
4.如权利要求1所述的用于满足非道路国四排放要求的后处理系统，其特征在于，所述进气直管段内设置有第一温度传感器和第一压力传感器，所述出气直管段内设置有第二温度传感器和第二压力传感器，所述第一温度传感器、第一压力传感器、第二温度传感器和第二压力传感器与控制器电连接。
5.如权利要求1所述的用于满足非道路国四排放要求的后处理系统，其特征在于，所述DOC区、DPF区、SCR区和ASC区均为蜂窝状结构，孔目数为300～600CPSI。
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