[发明专利]尿素混合器及后处理装置

说明书

本发明公开了一种尿素混合器，前外壳上部具有进气筒、下部具有出气口，后外壳上与进气筒对应固定有套筒，套筒将内部空腔分为位于套筒内部的喷射腔及位于套筒外部的导流腔；套筒前端面固定有导流板，导流板上开设有第一开孔、第二开孔，第二开孔上设置有朝向喷射腔向内开口的叶片；套筒的内部固定有孔板，套筒与孔板正对的壁面上开设有格栅开口；后外壳纵向的中部朝向内部空腔向内凹入形成有收腰部。本发明的内部空腔内的尾气气流经过多次的分解和混合，尿素滴液得到了充分的分解，混合均匀性高。本发明的后外壳形成有收腰部，混合气流在经过收腰部时，流速会增加，旋流效果更好，使得混合气流的混合效果更好，混合均匀性更高。

技术领域

本发明涉及汽车尾气后处理技术领域，尤其是一种花生壳型的尿素混合器及U型的后处理装置。

背景技术

汽车尾气后处理装置属于发动机排气系统，主要作用是将汽车尾气中的氮氧化物（NO_X）、碳氢化合物（CH）、一氧化碳（CO）等有害气体转化为对环境无害的氮气（N₂）和水（H₂O）等。目前，柴油机国六常采用DOC（氧化性催化剂）+DPF（颗粒过滤器）+SCR (选择性催化还原)技术对尾气排放进行后处理，而尿素水溶液在后处理中的雾化和混合效果，对后续SCR中进行的选择性还原反应有极大影响，提高尿素在混合器中与尾气混合的均匀性是提高后处理转化效率的关键。

现有的尾气后处理混合器通常存在气体流速分布均匀性差、氨混合均匀性差的问题。气体流速分布均匀性差一方面会导致催化剂老化不均匀；另一方面，由于气体流速分布不均匀，在尾气后处理混合装置内部，处于气体流速较小区域的内壁面的温度较低，当尿素液滴接触到此部分内壁面后会带走一部分热量，使此部分的内壁面温度进一步降低，掉落在温度过低的内壁面上尿素液滴由于没有充分的吸热挥发，很容易形成尿素结晶，会极大地降低后处理的转化效率。尿素结晶一旦出现，除非发动机进入高温工况，将结晶烧掉，否则结晶会随着时间推移逐渐长大，最终堵塞混合器，甚至会堵塞SCR载体表面，造成后处理失效。如果尿素喷射量大，而氨又没有充分混合均匀，则在SCR系统中就可能出现反应不充分的情况，进而影响尾气的排放，还可能会导致大量氨气溢出，对空气造成污染。

发明内容

本申请人针对现有尾气后处理混合器存在气体流速分布均匀性差、容易形成尿素结晶，混合均匀性差等缺点，提供一种结构合理的花生壳型尿素混合器及U型后处理装置，气体流速分布均匀性高、结晶风险低，混合均匀性高。

本发明所采用的技术方案如下：

一种尿素混合器，混合器组件的前外壳与后外壳之间形成内部空腔，前外壳上部具有进气筒、下部具有出气口，后外壳上与进气筒对应固定有套筒，套筒将内部空腔分为位于套筒内部的喷射腔及位于套筒外部的导流腔；所述套筒前端面固定有导流板，导流板上开设有第一开孔、第二开孔，第二开孔上设置有朝向喷射腔向内开口的叶片；所述套筒的内部固定有孔板，套筒与孔板正对的壁面上开设有格栅开口；所述后外壳纵向的中部朝向内部空腔向内凹入形成有收腰部。

本发明的内部空腔内的尾气气流经过多次的分解和混合，尿素滴液得到了充分的分解，分解出来的NH₃与尾气充分混合，混合均匀性高，NO_X转化率高。本发明的后外壳纵向的中部的左右两侧形成有收腰部，收腰部的截面尺寸小于后外壳上、下部的截面尺寸；沿着后外壳的壁面流动的混合气流在经过收腰部时，由于截面尺寸变小，混合气流的流速会增加，加速后的混合气流沿着收腰部的内壁面进入截面尺寸变大的内壁面后更容易形成旋流，旋流效果更好，使得混合气流的混合效果更好，混合均匀性更高。

作为上述技术方案的进一步改进：

后外壳上部的外表面上向内凹入形成有凹坑，凹坑的底面上设置有喷嘴座，喷嘴座上固定有导管，导管穿过后外壳及套筒伸入套筒内，尿素喷嘴设置在喷嘴座上。

喷嘴座正对孔板设置。

叶片的开口方向正对孔板。