[实用新型]一种导气装置及具有该导气装置的箱式SCR催化消声器

说明书

技术领域

本发明涉及发动机后处理技术领域，特别涉及一种用于箱式SCR催化消声器的导气装置及具有该导气装置的箱式SCR催化消声器。

背景技术

SCR催化还原技术是降低柴油机氮氧化物排放，满足国IV及以上排放法规的重要技术路线。SCR催化消声系统主要包括控制单元、尿素剂量单元以及催化反应单元，并且，以上三者互相连接成回路。SCR系统的控制单元可以与发动机控制单元集成，共同称为控制单元，用以执行控制策略，通过NO_x传感器的信号以及排温传感器的信号等控制尿素的供给；尿素剂量单元包括尿素供给单元、尿素箱以及喷射单元，尿素箱中的尿素通过尿素供给单元供给喷射单元，喷射单元通过喷嘴将尿素喷向催化反应单元；催化反应单元主要包括SCR催化剂以及涂覆有该催化剂的封装的载体，用以将NO_x还原为无毒害物质，从排出管道排出。

SCR催化消声器一般包括桶式SCR催化消声器以及箱式SCR催化消声器，二者均包括器体、进气口、排气口。二者的主要不同点在于器体的形状，桶式SCR催化消声器具有桶型的器体，箱式SCR催化消声器具有箱型的器体。进气口、排气口均与器体连接，用于疏通气体，喷嘴与排温传感器安装于进气口处，氮氧传感器座安装于排气口处。

而现有技术中的箱式SCR催化消声器如图1所示，SCR进气管是不开孔管结构，气流经进气单管14混合后经支撑板15进入SCR催化剂，发生催化还原反应后从排气管17排出。废气排放路径如图1a虚线所示。然而上述结构存在以下问题：(1)进气管混合结构简单，不利于紊流的产生及尾气和尿素液滴之间的混合，尿素转化为氨气的效率不高，未分解的尿素液滴容易导致结晶；(2)进气管废气与尿素液滴混合路径短，不能充分雾化破碎的尿素液滴容易在进气混合腔形成尿素结晶体；(3)进气管直径大，单位面积通过的气体流量少，气体流速慢，尿素水溶液喷射的外层管壁上，易造成壁湿，导致液膜形成，最终产生尿素结晶；(4)排气管为悬臂结构，极易发生机械损伤。上述问题最终导致氮氧化物的转换效率低下，发动机的故障率升高，客户满意度下降。

发明内容

本发明旨在通过合理设计箱式SCR催化消声器特别是其导气结构，使得尿素的转化率和混合均匀性显著提高，在氮氧化物转化效率不变的前提下降低尿素的喷射量，进而降低结晶风险，有效降低柴油发动机后处理系统故障率，从而提高柴油机的综合竞争力。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于箱式SCR催化消声器的导气装置，其特征在于：其具有催化剂载体承载面、箱体前挡板承载面和排气尾管安装面，其中所述催化剂载体承载面为与催化剂载体外周面相吻合的圆弧面，所述排气尾管安装面与所述催化剂载体承载面通过过渡圆弧面拼接成为导气装置的周面，所述箱体前挡板承载面为平面并作为导气装置的端面，所述周面和端面拼接形成一端封闭，另一端具有开口的异形腔；所述开口为导气装置的进气口，所述排气尾管安装面开设有排气尾管安装孔。

一种箱式SCR催化消声器，其特征在于：其包括进气法兰、进气直管、进气偏锥、进气导流圆台、进气内层管、进气外层管、外层管进气底碗、内层管导流槽、催化剂载体、箱体前挡板、箱体后挡板和排气尾管，以及前述的导气装置；所述导气装置卡装在箱体前挡板、箱体后挡板与催化剂载体形成的空间内，其中所述催化剂载体承载面与催化剂载体外周面相贴合设置，所述箱体前挡板承载面与箱体前挡板相贴合设置，所述进气口对应设置在箱体后挡板的开口处，并且排气尾管插入所述导气装置的排气尾管安装孔。

进一步的，所述进气法兰、进气直管、进气偏锥、进气导流圆台顺次连接并固定在箱体前挡板上；所述进气内层管和进气外层管均通过安装孔固定安装于箱体前挡板，所述进气外层管底端被外层管进气底碗封闭并穿过箱体后挡板，所述进气内层管伸入外层管进气底碗，并通过内层管导流槽连通进气内层管和进气外层管；所述进气内层管与进气外层管同轴设置，并且所述进气内层管的轴线与进气直管轴线偏心设置；

进一步的，所述进气导流圆台朝向尿素喷射一侧180°区域内均布若干圆形小孔以将部分尾气导入进气内、外层管之间。

进一步的，所述进气内层管为圆柱形，并在朝向尿素喷射一侧270°区域内开适当数量的小圆孔；进气外层管为圆柱形，并在朝向尿素喷射一侧270°区域内开适当数量的小圆孔。

进一步的，箱体前挡板开有若干圆形孔，气流从进气外层管经箱体前挡板上的所述圆形孔进入催化剂载体。

本发明的优点在于：