[实用新型]一种尿素溶液快速水解装置

说明书

技术领域

本实用新型属发动机NOx排放控制领域，具体涉及利用热力学定律以提高尿素溶液的温度以使尿素溶液快速水解后生成的NH3来还原NOx的装置。

背景技术

随着大气污染物控制法规的不断加严，De NOx后处理催化器的应用越来越广泛，尤其是柴油车及工业脱硝等NOx排放控制领域，通常的做法都是在排气管道后加装一套Urea-SCR或NH₃-SCR后处理系统来解决NOx排放问题。尤其是在机动车的NOx排放控制上，由于NH₃不易储存及潜在的安全隐患，Urea-SCR成为主流的De NOx后处理配置。其一般的控制原理是将尿素溶液存储在一个尿素罐里，当排气中需要还原剂时通过一个尿素泵将尿素溶液从尿素罐中泵出，并通过一个特制的喷嘴将尿素溶液以雾状喷射进入排气管内，在尾气温度的作用下，雾状的尿素溶液能迅速水解并生成NH₃，在与尾气中的NOx一起进入催化剂的表面时，NH₃就能与NOx发生还原反应，从而达到降低NOx排放的目的。

由于尿素的水解温度一般在180℃以上，现有的尿素喷射系统一般在200℃以上很好的适应实际应用的需求，但是在200℃以下通常尿素均不能完全水解，而且在低温下，由于水解不完全会生成三聚氰胺等一系列结晶反应物而堵塞喷嘴、排气管等关键部件，最终可能导致整套后处理系统瘫痪。而柴油车，尤其是在城里内运行的柴油车辆实际排气温度一般在150℃至400℃之间，这样就造成在低温下尿素喷射系统不能适应柴油车的实际运行工况。因此，在低温下直接将NH₃喷入排气管，从而摆脱尿素水解对于排气系统温度的依赖是当前一种热点研究内容。

由于氨气在工业中比较容易得到，当前有些工程技术人员会考虑使用工业中得到氨气通过一个氨气存储罐来进行存储，但这种存储方法需要对氨气进行压缩以增大存储量，这样就会带来压缩氨气爆炸等潜在的危险性，因此在实际中应用的很少。另外，还有一类研究的热点是采用氨气吸附材料及装置来存储氨气，这项技术依托于一种对NH₃有很大吸附量的特殊材料，目前还处在研究阶段，不能投入使用。从实际应用角度来看，采用尿素溶液进行NH₃的存储是最可靠最常用的方法。在尿素溶液之后，喷嘴之前接入一种装置，该装置可以将尿素溶液快速水解并将水解生成的NH₃输入到喷嘴，从而实现直接将NH₃喷射入排气管道内，对于解决目前Urea-SCR面临的低温问题具有十分重要的意义。

实用新型内容

本实用新型的实用新型目的是基于现有技术的不足公开了一种尿素溶液快速水解装置，该装置可以在注入尿素溶液后通过腔内压缩雾状尿素做功提高尿素溶液的温度，当温度达到200℃左右时尿素溶液就能完全水解从而生成NH₃，结合发动机及后处理全套电子控制程序最终将一定量的NH₃在一定时刻喷入排气管道实现对NOx的还原反应。