[发明专利]利用多个减阻混合器的废气处理系统

说明书

一种废气处理系统包括选择性催化还原装置(SCR)、在SCR上游并配置成经由由外周边所限定的管道将还原剂连通到SCR中的还原剂喷射器、设置在还原剂喷射器上游的管道内的第一混合器，以及设置在还原剂喷射器下游和SCR上游的管道内的第二混合器。第一混合器和第二混合器中的每一个都包括在管道的中心区域与管道周边之间延伸的多个叶片，其中这些叶片中的每一个至少部分地阻塞通过管道的流体流动且相对于管道的横截面成一定角度，以便在相邻的叶片之间允许流体流动，并且多个叶片形成由平面角所限定的湍流平面，该平面角从湍流平面的两个最外侧叶片测量。

背景技术

在内燃机(ICE)的燃烧循环过程中，将空气/燃料混合物提供到ICE的气缸。压缩和/或点燃空气/燃料混合物并使其燃烧以提供输出扭矩。在燃烧后，ICE的活塞迫使气缸内的废气通过排气阀开口排出并排入排气系统。从ICE(尤其是柴油发动机)排出的废气是一种非均相的混合物，其含有气体排放物，诸如一氧化碳(CO)、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物(NO_x)和硫的氧化物(SO_X)以及构成颗粒物质的凝聚相材料(液体和固体)。例如，液体可以包括水和碳氢化合物。

用于减少NO_x排放物的一种类型的排气处理技术是选择性催化还原装置(SCR)，SCR一般包括其上设置有催化剂化合物的基体或载体。催化剂上通过的排气将某些或所有排气成分转化成期望的化合物，诸如不可调的废气成分。通常将还原剂喷射到SCR上游的热废气中，分解成氨，并且被SCR吸收。然后，氨在SCR催化剂存在下将NO_x还原成氮气和水。确保废气内还原剂的适当分散和分解仍然是一个挑战。混合器可以用来更有效地分散还原剂，但这增加了损害许多附属部件(诸如ICE、涡轮增压器和其它废气处理装置)的整体系统背压。

发明内容

提供了一种废气处理系统，其包括：配置成经由由外周边所限定的管道将废气连通到选择性催化还原装置(SCR)的ICE；配置成将还原剂连通到SCR上游的管道中的还原剂喷射器：设置在还原剂喷射器上游的管道内的第一混合器，其中第一混合器可以包括在管道的中心区域与管道周边之间延伸的多个第一叶片，其中第一叶片中的每一个至少部分地阻塞通过管道的流体流动并相对于管道的横截面成一定角度，以便在相邻的第一叶片之间允许流体流动，并且多个第一叶片形成由第一平面角所限定的第一湍流平面，第一平面角从第一湍流平面的两个最外侧第一叶片测量：以及设置在还原剂喷射器下游和SCR上游的管道内的第二混合器，其中第二混合器包括在管道的中心区域与管道周边之间延伸的多个第二叶片，其中第二叶片中的每一个至少部分地阻塞通过管道的流体流动但相对于管道的横截面成一定角度，以便在相邻的第二叶片之间允许流体流动，并且多个第二叶片形成由第二平面角所限定的第二湍流平面，第二平面角从第二湍流平面的两个最外侧第二叶片测量。第一平面角和第二平面角总共不大于360度。第一湍流平面和第二湍流平面可以至少部分地重叠。第一叶片可以相对于管道的横截面成约15度至约35度的角度，并且第二叶片可以相对于管道的横截面成约15度至约35度的角度。管道可以包括第一混合器和第二混合器之间的弯曲部。第一湍流平面角可以大于第二湍流平面角。第一湍流平面角可以是约95度至约275度，并且第二湍流平面角可以是约60度至约220度。