[发明专利]用于混合压缩空气与液态还原剂的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于提供压缩空气与液态还原剂的混合物的装置。

背景技术

特别是在汽车领域中，针对内燃机中的废气的净化，采用向废气中添加有助于废气中的污染物转化的流体的废气整治处理。特别常用的带流体供应的废气整治处理是选择性催化还原处理[SCR工艺]。在该处理中，将还原剂添加到废气中，借助这种还原剂可以还原废气中的氮氧化物。特别常用的还原剂是氨。氨通常不以直接的方式而是以前体溶液的形式存储在机动车中，该前体溶液可转化形成为氨。这在废气中受热地发生，和/或借助于布置在废气内部和/或外部的催化反应器来发生。例如，可以采用尿素水溶液作为还原剂的前体溶液。特别常用的是可获得的一种商品名为的32.5%的尿素水溶液。表述“还原剂”和“还原剂前体”将在下文中彼此作为同义词来使用。

通常，通过注射装置来将还原剂供应到废气处理装置。已经发现，还原剂不以单纯的形式注入而是作为还原剂与空气的混合物的形式进行注入是有利的。这在一方面是有利的，因为在废气处理装置的区域中会产生特别高的温度。所述高温往往会传递到用于注入还原剂的注射装置。通过这种方式，还原剂向氨的化学变化或部分转化可能已经在注射装置中发生。还原剂连同作为载体介质的压缩空气一起注入的做法导致了对注射装置进行特别有效的冲洗和冷却。而且，还原剂残留于注射装置的时间相对变短。通过这种方式来防止还原剂在注射装置中的化学反应。

还原剂与压缩空气一起注入的做法进一步改善了废气处理装置中的还原剂分布。在注入过程中产生的喷雾由于压缩空气而变得更细。

而且，在还原剂与压缩空气一起注入的情况下，在废气处理装置的运行停止之后，可通过纯净的压缩空气对注射装置进行冲洗。通过这种方式，存在于注射装置中的混合物可从注射装置排出。由于常规还原剂（例如，）的冻结温度为-11℃，因此这有利于在运行停止时将还原剂或混合物从注射装置排出。作为注射装置排空的结果，能够避免还原剂在注射装置中冻结以及由此导致的注射装置的损坏。

还原剂与空气一起供应的问题在于常常会产生混合物。还原剂/空气混合物应当尽可能均匀地分布在废气处理装置中。与此同时，有必要防止还原剂沉积在发生有还原剂与空气的混合的混合点区域中。例如，可以还原剂析出的结晶尿素沉淀的形式产生沉积。这种沉积会堵塞混合点并改变流动条件。而且，这种沉积可能同时在混合点和注射装置中溶解并造成损坏。

发明内容

以所述现有技术作为出发点，本发明的目的在于缓解或解决与现有技术相关的突出技术问题。特别寻求公开一种用于混合压缩空气与液态还原剂的造价低廉且特别有利的装置。而且，试图描述一种用于产生液态还原剂与压缩空气的混合物的特别有利的方法。

所述目的可以通过根据权利要求1所述的特征的装置来实现，并且还可通过根据权利要求9中所述的特征的方法来实现。本发明的进一步有利改进限定在从属权利要求中。权利要求书中所单独限定的特征可以通过技术上有意义的任何期望方式而相互结合，并且可以通过说明书中的解说性事实，结合本发明具体的其他设计变型来加以补充。

本发明涉及一种用于提供压缩空气与液态还原剂的混合物的装置，其具有用于还原剂的第一流入管道并具有用于压缩空气的第二流入管道，以及具有用于混合物的输出管道并具有将压缩空气与还原剂合并的混合点。本发明还提供了邻接于所述混合点并且将所述混合点与所述输出管道连接的混合管道，其中，所述第一流入管道在轴向方向上通向所述混合点，并且所述第二流入管道经由至少一个注入管道与所述混合点连接，其中所述至少一个注入管道沿切线方向通向所述混合点。所述至少一个注入管道优选地围绕所述混合点和/或混合管道和/或第一流入管道的圆周分段而通向所述混合点。

所述第一流入管道和在第二流入管道均可以分别具有一个对压缩空气与还原剂的量进行定量的阀门。所述阀门不必是根据本发明的装置的组成部分。所述阀门还可以例如是与根据本发明的装置相连的泵组件的组成部分。通常，在3至7bar的压力下将还原剂供应到所述第一流入管道。通常，在3至5bar压力下将压缩空气供应到所述第二流入管道。特别地，还原剂的压力在所述装置的运行期间会剧烈波动。运行过程中的还原剂的平均压力通常低于压缩空气的平均压力。所述第一流入管道中的所述还原剂的平均压力优选在3.0和3.5bar之间。所述第二流入管道中的所述压缩空气的平均压力优选在3.5和4.0bar之间。