CN214366307U - Scr系统及其混合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种SCR系统及其混合器，SCR系统的混合器包括：壳体和旋流器；其中，壳体设置有尿素喷射口、混合腔、尾气进口和尾气出口，旋流器设置在尾气进口处且用于将尾气引入混合腔内，旋流器至少为两个，且至少两个旋流器的旋向相反。上述SCR系统的混合器通过将旋流器设置在壳体的尾气进口处，减小了尿素与旋流器接触的几率，提高了尿素利用率和NO_x转化效率；增加了气流路径长度，而且至少两个旋流器的旋向相反，气流反向对撞产生强烈的扰动，有利于尿素水溶液液滴的破碎和蒸发；无需在壳体内设置扰流结构，消除了尿素在扰流结构上沉积并结晶的风险，也无机械运动产生的磨损，提高了安全可靠性，延长了使用寿命。

Description

SCR系统及其混合器

技术领域

本实用新型涉及柴油车尾气处理技术领域，更具体地说，涉及一种SCR系统及其混合器。

背景技术

SCR技术是针对柴油车尾气排放中NO_x的一项处理工艺，即在催化剂的作用下，喷入还原剂氨或尿素，把尾气中的NO_x还原成N₂和H₂O。喷入尿素的SCR技术较为成熟，应用较多。

SCR系统中尿素与尾气的混合、尿素的蒸发及分解是一个重要环节，具体地，采用混合器来混合尿素和尾气，实现尿素的蒸发和分解。混合器的内部通常设置扰流结构以混合尿素和尾气，尿素必然经过扰流结构且较易在扰流结构上结晶，导致尿素利用率较低、NO_x转化效率较低。

综上所述，如何实现尿素和尾气的混合，以减小尿素结晶的几率，提高尿素利用率和NO_x转化效率，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种SCR系统的混合器，以减小尿素结晶的几率，提高尿素利用率和NO_x转化效率。本实用新型的另一目的是提供一种具有上述混合器的SCR系统。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种SCR系统的混合器，包括：壳体和旋流器；其中，所述壳体设置有尿素喷射口、混合腔、尾气进口和尾气出口，所述旋流器设置在所述尾气进口处且用于将尾气引入所述混合腔内，所述旋流器至少为两个，且至少两个所述旋流器的旋向相反。

优选地，旋向相反的两个所述旋流器关于所述壳体的轴线对称分布。

优选地，所述尿素喷射口的轴线和至少一个所述旋流器的轴线垂直设置。

优选地，所述尿素喷射口的轴线和所述尾气出口的轴线平行设置或共线设置。

优选地，所述壳体呈圆筒状，所述尿素喷射口和所述尾气出口分别设置在所述壳体的两个端面上，上述旋流器设置在所述壳体的周向侧面上。

优选地，所述旋流器为旋流扇。

优选地，所述旋流器为铁制件。

基于上述提供的SCR系统的混合器，本实用新型还提供了一种SCR系统，该SCR系统包括混合器，所述混合器为上述任一项所述的混合器。

优选地，所述SCR系统的后处理箱为集成式后处理箱。

优选地，所述SCR系统的后处理箱为分体式后处理箱。

本实用新型提供的SCR系统的混合器，通过将旋流器设置在壳体的尾气进口处，减小了尿素与旋流器接触的几率，提高了尿素利用率和NO_x转化效率；同时，通过旋流器的作用，气体在混合腔内旋流，增加了气流路径长度，增长了尿素液滴在混合器内的停留时间，增加了分解时间，延长了尿素与排气充分混合的时间，提高了尿素水溶液液滴的蒸发率，进一步提高了尿素利用率和NO_x转化效率；而且，至少两个旋流器的旋向相反，使得混合器内会有旋流方向相反的两束气流，气流反向对撞产生强烈的扰动，增大了湍流强度，有利于尿素水溶液液滴的破碎和蒸发；旋流方向相反的两束气流的对撞能够消除尾气出口处的气流残余旋转，提高了气流在SCR的入口端面的流动均匀性，提高了催化剂载体的利用率，相同边界条件下提高了NO_x转化效率及催化剂载体的寿命；无需在壳体内设置扰流结构，消除了尿素在扰流结构上沉积并结晶的风险，也无机械运动产生的磨损，提高了安全可靠性，延长了使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的SCR系统的混合器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的SCR系统的混合器中旋流器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的SCR系统的混合器和后处理箱装配后的外部示意图；

图4为本实用新型实施例提供的SCR系统的混合器和后处理箱装配后的内部示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例提供的SCR系统的混合器包括：壳体2和旋流器1；其中，壳体2设置有尿素喷射口3、混合腔、尾气进口和尾气出口，旋流器1设置在尾气进口处且用于将尾气引入混合腔内，旋流器1至少为两个，且至少两个旋流器1的旋向相反。

可以理解的是，至少两个旋流器1的旋向相反，是指至少一个旋流器1的旋向为顺时针方向、至少一个旋流器1的旋向为逆时针方向。尾气通过旋流器1进入壳体2的混合腔内。

在实际应用过程中，根据SCR系统的混合器安装的空间结构选择合适的旋流器1，例如选择旋流器1的直径、叶片角度、叶片宽度，以形成较为合适的混合流场。

对于上述旋流器1的具体数目，根据实际需要进行选择，例如旋流器1为两个、三个、四个、五个或六个等。

上述尿素喷射口3用于安装尿素喷嘴，具体地，尿素喷射口3的轴线即为安装在尿素喷射口3处的尿素喷嘴的轴线。

本实用新型实施例提供的SCR系统的混合器，通过将旋流器1设置在壳体2的尾气进口处，减小了尿素与旋流器1接触的几率，提高了尿素利用率和NO_x转化效率；同时，通过旋流器1的作用，气体在混合腔内旋流，增加了气流路径长度，增长了尿素液滴在混合器内的停留时间，增加了分解时间，延长了尿素与排气充分混合的时间，提高了尿素水溶液液滴的蒸发率，进一步提高了尿素利用率和NO_x转化效率；而且，至少两个旋流器1的旋向相反，使得混合器内会有旋流方向相反的两束气流，气流反向对撞产生强烈的扰动，增大了湍流强度，有利于尿素水溶液液滴的破碎和蒸发；旋流方向相反的两束气流的对撞能够消除尾气出口处的气流残余旋转，提高了气流在催化剂载体入口端面的流动均匀性，提高了催化剂载体的利用率，相同边界条件下提高了NO_x转化效率及催化剂载体的寿命；无需在壳体2内设置扰流结构，消除了尿素在扰流结构上沉积并结晶的风险，也无机械运动产生的磨损，提高了安全可靠性，延长了使用寿命。

对于旋流器1的分布，根据实际需要进行选择。为了增大湍流强度，优选旋向相反的两个旋流器1关于壳体2的轴线对称分布。这样，通过旋流器1进入混合腔内的尾气可充分混合，提高了扰动强度，增大了湍流强度。

需要说明的是，上述壳体2可为圆筒状，也可为长方体状等，根据实际需要进行选择。当壳体2呈长方体状时，壳体2的轴线平行于壳体2的长边。

当然，也可选择旋向相反的两个旋流器1采用其他方式分布，例如，两个旋流器1的出口相对，并不局限于上述实施例。

为了便于尿素与尾气混合，上述尿素喷射口3的轴线和至少一个旋流器1的轴线垂直设置。

上述结构中，尿素的喷射方向与尾气流动方向垂直，混合器首先对尾气造成强烈的扰流，再通过气流带动尿素喷雾来产生促进混合的作用，混合的动力来源是气流的旋流对冲扰动，混合腔内尿素水溶液喷雾粒径明显减小，在相同条件下喷雾液滴粒径越小，喷雾蒸发分解越快，尿素溶液得到充分利用，在显著提升氮氧转化效率的情况下，实现了避免尿素过度沉积的目的。

在实际应用过程中，为了最大程度地提高尿素水溶液液滴的蒸发率，优选尿素喷射口3的轴线和任一个旋流器1的轴线垂直设置。

具体地，上述壳体2呈筒状，旋流器1分布在壳体2的侧面上，尿素喷射口3位于壳体2的端面上。上述壳体2可呈圆筒状，也可呈方筒状等，本实施例对此不做限定。

当然，可选择上述尿素喷射口3的轴线和旋流器1的轴线的夹角略小于90°，并不局限于上述限定。

为了便于尾气排出，优选上述尿素喷射口3的轴线和尾气出口的轴线平行设置或共线设置。

在实际应用过程中，也可选择上述尿素喷射口3的轴线和尾气出口的轴线相对倾斜，或者尿素喷射口3的轴线和尾气出口的轴线垂直，并不局限于上述实施例。

为了进一步优化上述技术方案，优选尿素喷射口3的轴线和旋流器1的轴线垂直，且尿素喷射口3和尾气出口共线设置。

为了更为合理地分布尿素喷射口3、尾气出口和旋流器1，优选上述壳体2呈圆筒状，尿素喷射口3和尾气出口分别设置在壳体2的两个端面上，上述旋流器1设置在壳体2的周向侧面上。

上述旋流器1至少为两个，优选上述旋流器1沿壳体2的周向均匀分布。

上述SCR系统的混合器中，也可选择上述壳体2呈长方体状，尿素喷射口3和尾气出口分别设置在壳体2的两个端面上，上述旋流器1设置在壳体2的侧面上。具体地，旋流器1为两个，分别设置在壳体2上相对的两个侧面上；或旋流器1为四个，分别设置在壳体2的四个侧面上，即每个侧面设置有一个旋流器1。

对于上述旋流器1的类型，根据实际需要进行选择。为了简化结构，优选上述旋流器1为旋流扇，如图2所示。具体地，上述旋流扇包括：套设且共轴线的内筒和外筒，以及设置在内筒和外筒之间的旋流扇叶；其中，旋流扇叶的两端分别和内筒和外筒连接，上述旋流扇叶至少为两个。对于旋流扇叶的具体数目，根据实际需要进行选择，本实施例对此不做限定。

对于上述旋流器1的材质，根据实际需要进行选择，例如旋流器1为不锈钢件或铁制件等。为了降低成本，优选上述旋流器1为铁制件。具体地，上述旋流器1采用铁管、铁板经剪切、焊接加工而成，结构简单，且结构牢固可靠。

基于上述实施例提供的SCR系统的混合器，本实施例还提供了一种SCR系统，该SCR系统包括混合器，该混合器为傻瓜式实施例所述的SCR系统的混合器。

由于上述实施例提供的SCR系统的混合器具有上述技术效果，上述SCR系统包括上述SCR系统的混合器，则上述SCR系统也具有相应的技术效果，本文不再赘述。

上述SCR系统中，通常设置后处理箱4，该后处理箱4可为集成式后处理箱、也可为分体式后处理箱。具体地，若后处理箱4为集成式后处理箱，如图3和图4所示，催化剂载体的部分与混合器封装在后处理箱4中；若后处理箱4为分体式后处理箱，则混合器安装在后处理箱4上游的管路上，后处理箱4中封装有催化剂载体的部分。

需要说明的是，图3和图4中，黑色箭头线表示尾气的流动方向。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种SCR系统的混合器，其特征在于，包括：壳体(2)和旋流器(1)；其中，所述壳体(2)设置有尿素喷射口(3)、混合腔、尾气进口和尾气出口，所述旋流器(1)设置在所述尾气进口处且用于将尾气引入所述混合腔内，所述旋流器(1)至少为两个，且至少两个所述旋流器(1)的旋向相反。

2.根据权利要求1所述的混合器，其特征在于，旋向相反的两个所述旋流器(1)关于所述壳体(2)的轴线对称分布。

3.根据权利要求1所述的混合器，其特征在于，所述尿素喷射口(3)的轴线和至少一个所述旋流器(1)的轴线垂直设置。

4.根据权利要求1所述的混合器，其特征在于，所述尿素喷射口(3)的轴线和所述尾气出口的轴线平行设置或共线设置。

5.根据权利要求1所述的混合器，其特征在于，所述壳体(2)呈圆筒状，所述尿素喷射口(3)和所述尾气出口分别设置在所述壳体(2)的两个端面上，上述旋流器(1)设置在所述壳体(2)的周向侧面上。

6.根据权利要求1所述的混合器，其特征在于，所述旋流器(1)为旋流扇。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的混合器，其特征在于，所述旋流器(1)为铁制件。

8.一种SCR系统，包括混合器，其特征在于，所述混合器为如权利要求1-7中任一项所述的混合器。

9.根据权利要求8所述的SCR系统，其特征在于，所述SCR系统的后处理箱(4)为集成式后处理箱。

10.根据权利要求8所述的SCR系统，其特征在于，所述SCR系统的后处理箱(4)为分体式后处理箱。

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