[发明专利]一种柴油内燃机后处理系统尿素Urea-SCR混合器

说明书

本发明公开了一种柴油内燃机后处理系统尿素Urea‑SCR混合器。包括前端的螺旋混合腔和后端的均流腔；螺旋混合腔包括进气端面板、出气端面板和螺旋型旋流导流板，导流板形成由进气口向出气口涡旋收敛型的气流通道，通道中沿流体流动方向设置凸峰型导流板，并设置多组分流板，均流腔中沿筒体径向设置均流盘。本发明混合器通过对热尾气气流的分配与导流，并对尿素水溶液进行强烈的破碎与雾化，实现尿素水溶液的快速、充分的雾化与热解；混合气在螺涡旋收敛型气流通道内高速流动，实现均匀充分的参混；凸峰型导流板和分流板对其中参混、高速流动的热气流进行分配、导流、破碎、扰动；均流盘对进入后腔室内的高速旋流，进行分配与导流，大大提升了氨的转化率。

技术领域

本发明公开了一种柴油内燃机后处理系统的尿素选择催化还原(Urea-SCR)混合器，涉及柴油内燃机的热尾气后处理技术，特别是涉及一种柴油内燃机热尾气后处理系统Urea-SCR混合器的结构构成。

背景技术

随着国家对环保的越来越重视以及柴油内燃机车国VI排放法规的实施，柴油内燃机热尾气后处理系统中广泛采用尿素来降低与消减热尾气中的NO_X；后处理系统工作过程时尿素水溶液喷射之后需要实现水解，并生成氨气才能与内燃机排出热尾气中的NO_X发生反应。尿素的水解目前主要是通过静态Urea-SCR混合器来实现，但是目前采用的Urea-SCR混合器对尿素水解不充分，导致不能有效降低出热尾气中的NO_X,而且在Urea-SCR混合器结构内部以及SCR催化器前端面上产生大量尿素结晶这一问题。

发明内容

针对现有柴油内燃机后处理系统用Urea-SCR混合器技术中存在的普遍问题与设计缺陷，本发明的目的在于克服与解决现有Urea-SCR混合器性能上的不足，包括尿素水溶液喷射后的雾化不充分，形成尿素结晶，氨转化率低等问题。

本发明采用的技术方案如下：

柴油内燃机后处理系统尿素Urea-SCR混合器，为气体贯通的筒体结构混合器，包括设置于筒体壁的尿素喷嘴安装座，其特征在于：筒体结构的混合器由前端的螺旋混合腔和后端的均流腔构成；

螺旋混合腔：包括位于混合腔前端的进气端面板、混合腔后端的出气端面板及两面板之间的螺旋型旋流导流板；进气端面板开口，开口与筒体内壁、螺旋型旋流导流板之间形成进气口；出气端面板开口形成出气口；螺旋型旋流导流板在进气端面板、出气端面板之间形成一个由进气口向出气口涡旋收敛型的气流通道，涡旋收敛型的气流通道中沿流体流动方向设置两组波浪形结构的凸峰型导流板；尿素喷嘴安装座位于进气口后侧、尿素溶液喷射方向沿筒体径向布置；进气口内侧沿尿素溶液喷射方向路径横向布置有分流板，分流板一端设置于进气口内侧将进气口分隔为两部分，另一端设置于螺旋型旋流导流板或筒体壁，分流板板面为隔栅式结构；沿两组波浪形结构的凸峰型导流板之间的形成的气体通道前后依次设置多组扰流栅板；

均流腔：包括出气端面板后端与筒体构成部分，均流腔中沿筒体径向设置均流盘，均流盘径向均匀对称布置曲面结构的均流叶片。

上述涡旋收敛型的气流通道中沿流体流动方向可以设置三组波浪形结构的凸峰型导流板，一组位于气流通道一侧、另两组位于气体通道另一侧并构成正弦结构的通道。

上述扰流栅板可以于气流通道的气流进口、气流出口和通道中部设置三组；各组扰流栅板沿筒体轴向、于进气端面板与出气端面板之间均匀设置。

上述构成扰流栅板的扰流条的横截面可以为多边形或具有圆弧边的腰形结构。

上述分流板板面设置长条缝或多孔通气结构，并沿尿素溶液喷射方向路径横向成弧形布置。

本发明所述均流叶片为扭曲的流体导叶曲面结构。

本发明所述进气端面板的开口为圆形、椭圆形、矩形或梯形结构；出气端面板的开口为圆形、椭圆形、矩形或梯形结构。