[发明专利]排气后处理系统的混合设备、排气后处理系统和内燃机

说明书

用于内燃机的SCR排气后处理系统，即用于混合前还原剂的前身物质与排气的混合设备，具有壳体，其中壳体提供混合腔室和消音器，其中壳体在入口侧处包括用于供给管线的入口连接件，排气可经由供给管线而引入到壳体中，其中壳体在与入口侧相对的出口侧处包括用于排出管线的出口连接件，排气和与排气混杂的还原剂可经由排出管线从壳体中排出，其中入口连接件和出口连接件的纵向轴线相对于彼此偏移且彼此平行地延伸，其中壳体接收引入装置以在排气中引入还原剂的前身物质，引入装置在入口侧处定位在出口连接件的纵向轴线的区域中，其中在壳体的入口侧和出口侧之间的壳体的长度以及因而混合腔室的长度等于入口连接件的直径的至少1.9倍且最大7倍。

技术领域

本发明涉及用于排气后处理系统的混合设备、内燃机的排气后处理系统和具有排气后处理系统的内燃机。

背景技术

在例如在发电站中采用的固定内燃机中的燃烧过程中，以及在例如在轮船上采用的非固定内燃机中的燃烧过程，产生氮氧化物，其中，这些氮氧化物典型地在燃烧诸如煤、沥青煤、褐煤、原油、重燃油或柴油的含有硫磺的矿物燃料的期间产生。由于这个原因，对这样的内燃机分派排气后处理系统，它用来清洁内燃机的排气，特别是使排气脱氮。

为了减少排气中的氮氧化物，根据实践，主要在排气后处理系统中采用所谓的催化转换器。在SCR催化转换器中，氮氧化物发生选择性催化还原(SCR)，其中，对于氮氧化物的还原，需要氨(NH₃)作为还原剂。将诸如例如尿素的氨前身物质以液体形式在SCR催化转换器上游引入到排气中，其中，氨前身物质在SCR催化转换器上游与排气混合且掺合而形成还原剂。为此，根据实践，在氨前身物质的引入装置和SCR催化转换器之间提供混合和分解区段。

根据DE 10 2015 103 303 B3，了解到一种混合设备用于内燃机的排气后处理系统，它被称为混合箱，它用来将添加剂混合到排气流中。这个混合设备包括壳体，壳体提供用于排气和添加剂的混合腔室，其中，壳体在入口侧处包括用于供给管线的入口连接件，排气可经由供给管线引入到壳体中，以及其中，壳体在与入口侧相对的出口侧处包括用于排出管线的出口连接件，排气和与排气混合的添加剂可经由排出管线而从壳体中排出。入口连接件或供给管线和出口连接件或排出管线的纵向轴线相对于彼此偏移且彼此平行。壳体接收形成为喷射喷嘴的引入装置，以将添加剂引入到排气中，引入装置在壳体的入口侧处定位在出口连接件的纵向轴线的区域处。

虽然根据实践可容易用包括SCR催化转换器的排气后处理系统成功地实现排气，特别是氮氧化物的还原，但需要进一步改进排气后处理系统。特别地，需要能够以紧凑的设计使得低噪声且有效的排气后处理可行。

发明内容

从这里开始，本发明的目标基于建立一种用于排气后处理系统的新型混合设备、排气后处理系统和具有排气后处理系统的内燃机，其以紧凑的设计使得低噪声且有效的排气后处理是可行的。

此目标通过根据本公开的混合设备解决。

根据本发明，混合设备的壳体提供混合腔室和消音器，其中，壳体在入口侧处包括用于供给管线的入口连接件，排气可经由供给管线而引入到壳体中，其中，壳体在与入口侧相对的出口侧处包括用于排出管线的出口连接件，排气和与排气混合的还原剂可经由排出管线而从壳体中排出，其中，入口连接件和出口连接件的纵向轴线相对于彼此偏移且彼此平行或成直角地延伸，其中，壳体接收引入装置，以将还原剂的前身物质引入到排气中，引入装置在入口侧处定位在出口连接件的纵向轴线的区域中，其中，在壳体的入口侧和出口侧之间的壳体的长度以及因而混合腔室的长度等于入口连接件或供给管线的直径的至少1.9倍且最大7倍，以及其中，在壳体的入口侧和出口侧之间延伸的壳体的壁之间的壳体的宽度等于入口连接件或供给管线的直径的最大3倍。根据本发明的混合设备以紧凑的尺寸允许有效混杂氨前身物质与排气且因此有效的排气后处理。混合设备的提供混合腔室的壳体此外提供消音器，以便减小排气后处理的噪声。利用紧凑的设计，使得低噪声且有效的排气后处理成为可能。