[实用新型]用于柴油发动机排气系统的催化转换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种柴油机尾气处理设备，特别涉及一种用于柴油发动机排气系统的催化转换器。

背景技术

柴油机在动力性、经济性和可靠性方面比汽油机有明显的优势，特别是CO₂排放低，其用途已逐渐扩展到各类车型上。但柴油机存在最大的问题是氮氧化物和颗粒排放严重。随着中国排放控制法规越来越严，以及国产柴油发动机性能及油品问题，光靠机内净化措施显得力不从心，因此有必要采取机外后处理系统来达到排放目标。

用于柴油发动机排气系统的的选择性催化还原技术是车用柴油发动机的一种机外后处理技术，可以有效改善柴油机氮氧化物的排放，并对柴油含硫量不敏感。该技术通过在排气管中喷入一定浓度的尿素溶液，经热解(反应1)和水解(反应2)后产生的氨气和氮氧化物在催化转化器中发生还原反应(反应3-5)，将氮氧化物转化为水蒸气和氮气(反应3-5需要在一定温度下才能有效进行)。

(NH₂)²CO→NH₃+HNCO               (1)

H₂O+HNCO→NH₃+CO₂                (2)

4NO+4NH₃+O₂→4N₂+6H₂O            (3)

2NH₃+NO+NO₂→2N₂+3H₂O            (4)

6NO₂+8NH₃→7N₂+12H₂O             (5)

对于用于柴油发动机排气系统的催化转化器的主要性能，可以由以下指标来评估。

1、流体在各个载体间的分布以及每个载体前端面的流动均匀性值

改善废气在各载体间的质量流量分布，有利于提高载体催化剂的利用率；有利于降低气流在载体上的压力损失；有利于载体更快的达到起燃温度。

2、系统的压力损失

催化转化器的压力损失是整个排气系统压损的一个部分，降低催化转化器的压力损失有利于降低排气系统的背压，从而有利于改善发动机的性能。

3、空速

空速的大小反应了气流在载体中的停留时间。空速越小，气流在载体中的停留时间越长，越有利于降低氮氧化物的还原反应。

4、声学插入损失。

实用新型内容

本实用新型的目的，在于提供一种流动性能好、压损适中的用于柴油发动机排气系统的催化转化器。

本实用新型的目的是这样实现的：一种用于柴油发动机排气系统的催化转化器，包括一个筒形壳体，在壳体内设有左挡板和右挡板，左挡板和右挡板将壳体内腔分隔成左缓冲腔、中腔和右缓冲腔，其中的左挡板将中腔和左缓冲腔分隔，右挡板上设有多个通气孔将右缓冲腔与中腔连通；在左挡板和右挡板之间安装有催化剂载体组件，催化剂载体组件分别与左、右缓冲腔连通；在壳体的左侧设有一根垂直插入壳体左缓冲腔内的气体入口管，在壳体的左侧设有一根水平插入壳体内的气体出口管，该气体出口管穿过右缓冲腔和右挡板深入中腔内。

所述的载体组件共两组并排设置在左挡板和右挡板之间，每组各包括两段顺序串连的载体，各载体均为圆柱形陶瓷制品，载体内沿轴向设有多条平行通道贯通两端面，各通道的内表面设有催化剂涂层。

所述的催化剂为沸石基催化剂或钒石基催化剂。

所述的气体入口管的位于左缓冲腔内的部分设有多个通气孔，所述的气体出口管的位于中腔内的部分设有多个通气孔。

所述的气体入口管的多个通气孔分布在气体入口管的背向载体组件一侧。

本实用新型的用于柴油发动机排气系统的催化转换器经计算流体力学(CFD)流动分析和声学分析论证，表明其具有流动性能好、压损适中的优点和特点，并具有消声器的作用。左右缓冲腔、穿孔左挡板和穿孔气体出口管的设计能保证气流在流经催化转化器时压力损失适中；载体组件中的壳体和衬垫可以保护和夹持载体，防止载体在车辆行驶中破碎失效；穿孔左挡板、穿孔气体出口管和出口管的设计，还使得催化转化器具有消声器的消声作用。

附图说明

图1是本实用新型用于柴油发动机排气系统的催化转化器的整体结构示意图；

图2是本实用新型中的载体组件的结构示意图。