[实用新型]用于SCR后处理系统的静态混合系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及内燃机排气净化处理技术领域，特别涉及一种用于选择性催化还原(SCR)后处理系统的静态混合系统，该静态混合系统用于加速尿素水溶液与柴油内燃机排气的混合，从而提高二者的混合均匀度。

背景技术

现有技术中，内燃机尤其是柴油内燃机的排气中含有大量的颗粒物(PM,Particulate Matter)和氮氧化物，对大气环境造成严重污染。这不符合现行的以及今后将颁布的环境保护相关法律法规的规定。

现有技术中，用于内燃机排气处理的方法存在一个缺点，即对PM和氮氧化物的净化处理无法同时实现，二者之间相互冲突。例如，采用废气再循环(EGR,Exhaust Gas Recycle)技术净化处理内燃机排气，可以实现排气中氮氧化物的含量大幅度降低，但排气中PM的含量反而升高，且燃油成本提高；采用高压喷射技术净化处理内燃机排气，有利于降低排气中PM的含量，但往往会使排气中氮氧化物的含量升高。

近年来，技术人员又开始关注柴油机均质混合气压燃(HCCI，Homogeneous Charge Compression Ignition)技术，希望从内燃机内同时降低PM和氮氧化物的含量，但HCCI技术适用的工况范围有限，内燃机模式切换控制复杂，且降低排气中PM和氮氧化物含量的效果不明显。

随着人类对大气保护意识的增强，国内外陆续颁布的环境保护相关法律法规逐步趋于严格化。对此，技术人员不得不采用后处理技术来净化处理内燃排气。

SCR后处理技术的基本原理是向内燃机排气中喷射燃油或者另外添加还原剂，利用合适的催化剂促使还原剂与氮氧化物发生化学反应生成氮气(N₂)，同时抑制还原剂与氧气的非选择性氧化反应。例如，以氨(NH₃)为还原剂的SCR后处理技术处理排气时，发生的主要化学反应如下：

4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O；

2NH₃+NO+NO₂→2N₂+3H₂O；

8NH₃+6NO₂→7N₂+12H₂O；

2NO₂+2NH₃→NH₄NO₃+N₂+H₂O。

由于氨具有较高的腐蚀性，液氨和氨水的储存和运输都很困难，因而氨不能直接用于车载SCR后处理系统。

针对氨作为还原剂的上述缺陷，技术人员通常采用尿素水溶液来提供还原剂。实践表明，浓度为32.5%的尿素水溶液具有最低的凝固点，其凝固点为-11℃，故国际上普遍采用浓度为32.5%的尿素水溶液来提供SCR后处理技术的还原剂，并将其命名为AdBlue。

采用SCR后处理技术净化处理内燃机排气，如果采用尿素水溶液来提供还原剂，既要考虑尿素水溶液的动态的喷射量，又要考虑进入内置催化剂的芯管之前的尿素水溶液与柴油内燃机排气的混合均匀度，其目的是在氨的泄漏量最高不超过25ppm、平均不超过10ppm的条件下，实现氮氧化物的转化效率最高。

现有技术中还没有用于SCR后处理系统的静态混合器，该静态混合器用于加速尿素水溶液与柴油内燃机排气的混合，从而提高二者的混合均匀度。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的上述缺陷，提供一种用于SCR后处理系统的静态混合系统。

本实用新型提供的用于SCR后处理系统的尿素水溶液的静态混合系统包括设于柴油内燃机的排气管内的第一混合器；且所述第一混合器沿排气的流向设于喷射器的下游；

所述第一混合器包括芯轴、第一旋片组和第二旋片组；所述芯轴设于排气管的中心位置；

所述第一旋片组包括大小和形状都相同的两个旋片，该两个旋片螺旋环绕于所述芯轴的周围，且该两个旋片关于所述芯轴成轴对称，所述第一旋片组的每一个旋片的内侧边缘与所述芯轴固定连接，其外侧边缘与排气管的内壁固定连接；

所述第二旋片组的结构、大小和形状都与所述第一旋片组相同；所述第一旋片组的两个旋片与所述第二旋片组的两个旋片交错排布于所述芯轴上。