[实用新型]选择性催化还原催化剂注入系统

说明书

技术领域

本实用新型主要涉及选择性催化还原(SCR)注入系统，更具体地涉及用于在该系统中混合还原剂与废气的系统。

背景技术

如现有技术中所知，为了将发动机工作中产生的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和氧化氮(NOx)转化成无害的废气，当前的排放控制法规使得在机动车辆的排气系统中使用催化剂成为必需。装配有柴油机或贫汽油发动机的车辆提供了增加的燃料经济性的优点。这类车辆必须在尿基选择性催化还原(SCR)催化剂中装配贫废气再处理装置，例如诸如尿素的还原剂，即使是在氧气充足的环境中，该还原剂也可以持续地减少氧化氮的排放。尿基选择性催化还原(SCR)催化剂使用气态氨作为活性氧化氮还原剂。典型地，在车辆上装载尿素的水溶液，并使用注入系统将其供给至废气流。废气的热量使尿素的水溶液分解成氨和氢氰酸(HNCO)。这些分解产物进入选择催化还原(SCR)系统，在该系统中气态氨被吸收，并且氰酸在选择催化还原(SCR)系统中进一步分解为气态氨。于是所吸收的氨参加气态氧化氮的还原。选择催化还原(SCR)系统已经被证明是用于还原氧化氮的可靠装置；然而，该系统的缺点是整体性能取决于尿素注入系统。如图1所示，尿素水溶液被注入到废气流中，并且当该尿素水溶液被废气加热时分解为氨气和二氧化碳。为了实现氨气的理想混合，在酶作用物前面需要有一定长度的管子；但是在有严格包装限制时通常不适合这种情况。通常，气流混合器或喷雾器正好在尿素注入器后发挥作用。用实验的方法评测那些气流混合装置的性能是非常困难的。

通过使用尿素溶液而进行的氧化氮还原过程内部的基本化学反应是公知的。如以下反应式所表示的，当与一定温度的废气混合时，尿素溶液将雾化并分解为氨气和二氧化碳：

(NH₂)₂CO→HNCO+NH₃

NHCO+H₂O→NH₃+CO₂

然后气态氨与氧化氮反应生成氮气和水，如以下反应式所表示的。

4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O

8NH₃+6NO₂→7N₂+12H₂O

4NH₃+2NO₂+O₂→3N₂+6H₂O

过去，为实现以上目的研制了许多气流混合器。所有设计的注意力几乎都集中在通过在液体喷雾的下游产生湍流和涡流来改变气流模式。

本发明人已经认识到为了实现气流混合性能的重大改进，除了两个固有的气流机理(涡流旋转和整体旋转)外，可以极大地改进流体雾化、蒸发和气流混合的另一个重要气流机理是直流冲击。

实用新型内容

根据本实用新型，提供了一种用于混合还原剂与废气的选择性催化还原(SCR)注入系统。该系统包括：布置在排气管的入口部分的管壁之间的隔板，该隔板将排气管的入口部分与排气管的出口部分隔开；以及还原引导管。排气管入口部分中的废气穿过还原剂引导管管壁中的孔。该还原剂引导管具有布置在排气管出口部分中的出口。

在一个实施例中，提供了用于混合还原剂与废气的选择性催化还原(SCR)注入系统。该系统包括：布置在排气管管壁之间的隔板，该隔板将排气管的入口部分与排气管的出口部分隔开。该隔板拦截进入排气管的入口部分的废气，并引导该废气穿过还原剂引导管管壁中的孔。该引导管具有布置在排气管出口部分中的出口。

通过这样的布置，该系统提高了气流冲击；有助于液滴雾化和蒸发；提高了湍流强度；有助于蒸发和气流混合；以及提高了帮助气流混合的整体转动。

在一个实施例中，引导管管壁中的孔的尺寸和出口中的尺寸被选择为使得离开引导管的出口进入排气管出口部分的废气的速度相对于排气管的入口部分中的废气的速度提高。

在一个实施例中，引导管是穿孔的导管，并且隔板是“Z”形隔板，该隔板中具有用于接收导管出口的口。

在一个实施例中，引导管的出口位于其下部处，并且其上部适合于接收还原剂。

在一个实施例中，隔板具有穿孔，排气管入口部分中的部分废气穿过所述穿孔进入排气管的出口部分，以减小排气管入口部分中的压力。