[发明专利]船用柴油机SCR反应器导流装置

说明书

技术领域

发明属于流体力学应用技术领域，具体涉及一种船用柴油机SCR反应器导流装置。

背景技术

选择性催化还原（即SCR，全称为Selective Catalytic Reduction）技术是船用柴油机废气处理的主流技术。SCR反应器的流场均匀性是其核心技术。如果废气进入催化剂孔道的流速不均匀，那么速度过高的区域会有部分废气来不及反应就被排出，而速度过低区域的催化能力得不到充分利用，从而使反应器的性能下降。通常，为了保证废气进入催化剂孔道的流速均匀，扩张腔的扩张角度不能过大，但这会导致扩张腔的轴向尺寸过大，影响了SCR系统的装船应用。

发明内容

本发明目的在于提供一种轴向尺寸小，附加压力损失低，出口流速均匀的船用柴油机SCR反应器废气导流装置，以克服现有技术的上述缺点。

本发明的船用柴油机SCR反应器废气导流装置，包括导流环、导流板、前支撑板和后支撑板，外围装置为SCR反应器，SCR反应器的圆形腔连接扩张腔，扩张腔的扩张角度为80°～100°，扩张腔连接方形腔，方形腔内置催化剂；

其中导流环为两个或两个以上，导流环为圆锥形曲面，导流环同轴前后布置，导流板呈放射状布置在导流环的圆周面上，导流环通过导流板固定连接成一体，其整体再通过前支撑板和后支撑板固定安装在扩张腔内部，导流环在扩张腔内部形成多层曲面结构，将扩张腔的纵截面分为不同扩张角的区域，以改善扩张腔内部流场径向不均匀性；平板结构的导流板将扩张腔的横截面分为等面积的多个区域，以改善扩张腔内部流场周向不均匀性。

工作原理：柴油机废气由圆形腔流经扩张腔进入方形腔内的催化剂中并在催化剂表面反应。导流装置将扩张腔划分为多个流动通道，废气等速度进入每个通道，由于每个通道出口面积和入口面积比相同，所以废气等速度流出每个通道，从而保证进入催化剂的废气流速相同。

有益效果：本发明的导流装置通道的设计考虑扩张腔内流场的两种不均匀性：由扩张腔截面面积变化引起的径向不均匀性；由扩张腔截面形状变化引起的周向不均匀性；导流环进行径向分割，将扩张腔的纵截面分为锥角递增的多层曲面，改善了流场径向不均匀性；导流板进行周向分割，将扩张腔的横截面分为等面积的多个区域，从而改善了扩张腔内部流场周向不均匀性；进而使得扩张腔的扩张角度为80°～100°时，就能满足扩张腔出口流速均匀的要求，有效减少了扩张腔的轴向长度；导流环沿扩张腔的轴线分前后多层布置，有效降低了由导流装置引起的压力损失。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明导流环结构的左视图；

图3为本发明导流环结构的主视图；

图4为本发明导流板结构的主视图；

图5为本发明导流板结构的左视图；

图6为本发明在柴油机SCR反应器中的安装示意图；

图7为安装本发明的导流装置前后NOx脱除率对比图。

其中，1-圆形腔、2-导流装置、3-扩张腔、4-方形腔、5-催化剂、6-前支撑板、7-后支撑板、8-导流环、9-导流板、10-前导流环、11-内导流环、12-圆接方导流环、13-长导流板、14-短导流板。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种船用柴油机SCR反应器导流装置，如附图1所示，包括导流环8、导流板9、前支撑板6和后支撑板7，如附图6所示外围装置为柴油机SCR反应器，柴油机SCR反应器外形尺寸为1854mm×1675mm×2924mm，柴油机SCR反应器扩张腔3的入口与Φ600mm的圆形腔1相连，出口与1500mm×1140mm的方形腔4相连，方形腔内置催化剂5，扩张腔3的扩张比为6，若采用小扩张角，扩张腔的长度将超过1000mm，由于实际需要，扩张腔3长度要求控制在400mm左右要求扩张角度增至95°；