[发明专利]SCR系统及其尿素喷头

说明书

技术领域

本发明涉及后处理系统技术领域，特别涉及一种SCR系统及其尿素喷头。

背景技术

随着排放法规的日益严格，SCR系统已经成为一种必不可少的后处理手段，并在欧洲和中国得到了大量应用。

SCR系统是一种针对氮氧化物的后处理系统，在排气管内喷入一定量的尿素溶液，通过特定催化剂的催化转化可以除去发动机尾气中的大部分氮氧化物。喷射尿素溶液时，通过尿素喷头进行。

请参考图1，图1为一种典型的尿素喷头的喷雾示意图。

尿素喷头11设有尿素喷孔14，尿素从尿素喷孔14喷出。为加强反应效果，提高反应均匀性，将尿素雾状喷出，形成雾束13。

然而，上述喷射方式存在下述技术问题：

尿素喷头11在喷雾时，形成的雾束13会在其周围诱导出涡流12，如图1中环形箭头所指。雾束13中的部分雾滴会在涡流12作用下偏离雾束13。由于雾滴细小，在高温下，水分往往会迅速蒸发，形成尿素颗粒，尿素颗粒在涡流12作用下会落到尿素喷头11的周围(尤其是尿素喷头11下端)、排气管内壁以及催化剂前端面等。小的尿素颗粒不断积累，在上述位置沉积最终形成尿素结晶。尿素结晶严重影响了尿素喷头11以及整个SCR系统的性能。

为避免尿素结晶，需要对喷射系统、喷射后雾滴的空间分布以及喷雾下游的流场等多个参数进行优化。但在实际应用中由于低温状况及不可避免的局部涡流12仍容易出现尿素结晶。

有鉴于此，如何有效地避免尿素结晶，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的为提供一种SCR系统及其尿素喷头，该尿素喷头可有效避免尿素结晶。

本发明提供的一种SCR系统的尿素喷头，设有能够喷射尿素的尿素喷孔，所述尿素喷头还设有能够喷射压缩空气的导流喷口，所述导流喷口设于所述尿素喷孔的周围。

尿素喷孔喷出的雾束会在周围引起涡流，当尿素喷孔的周围设置导流喷口后，导流喷口喷射压缩空气形成的空气束会破坏涡流，对雾束中欲偏离的雾滴起到导流作用，则尿素喷孔形成的雾束中的雾滴将不会随涡流偏离其预定轨道，而是按照或基本按照其预定的轨道运行至所需位置进行还原反应，从而避免了尿素结晶现象的产生。

优选地，所述导流喷口包括导流喷孔。

导流喷孔的孔状结构易于形成空气束，起到良好的导流作用。

优选地，所述尿素喷孔和所述导流喷孔之间的距离，大于所述尿素喷孔和所述导流喷孔两者的直径之和。

如此设计，导流喷孔形成的空气束和雾束不会在尿素喷孔处立即接触，而是在雾束下端一定距离处接触，则空气束发挥其导流功能的同时不会影响尿素的雾化(雾化主要进行于尿素喷孔处)，即不影响雾束的形成，确保雾束的雾化效果。

优选地，所述导流喷孔的直径小于所述尿素喷孔的直径。

导流喷孔的空气束主要起导流作用，只要能够喷射出一定压力的压缩空气形成风墙约束雾滴即可，对风量并无要求，故导流喷孔的直径可以较小，以减小对风量的需求，从而尽量减小能源消耗，控制使用的成本。

优选地，所述导流喷孔的数目为两个以上，且均匀地围绕所述尿素喷孔设置。

所有导流喷孔喷射的空气束可形成环状的风墙，全方位地对尿素喷孔的雾束进行导流，使得雾束任一位置的雾滴都不会随涡流偏移，而是被空气束约束在一定范围内并吹向下游，一起气化、分解，参与还原反应，从而完全地避免了尿素结晶现象的产生。

优选地，所述尿素喷孔设于所述尿素喷头的中部。

尿素喷孔设于中部，易于加工，且便于导流喷孔围绕其设置。

优选地，所述尿素喷头上设有六个以上的所述导流喷孔。

针对目前的尿素喷头规格以及尿素喷孔尺寸等因素，六个导流喷孔可较好地满足消除结晶的需求。

本发明还提供一种SCR系统，包括喷头座，和设于所述喷头座上的尿素喷头，所述尿素喷头为上述任一项所述的尿素喷头。由于上述尿素喷头具有上述技术效果，具有该尿素喷头的SCR系统也具有相同的技术效果。

优选地，所述尿素喷孔喷射压缩空气和尿素的混合物；所述SCR系统包括提供压缩空气至所述尿素喷孔的压缩机，所述压缩机还提供压缩空气至所述导流喷口。

压缩机产生的压缩空气分为两路，一路连接尿素喷孔，另一路连接导流喷口。如此设计，尿素喷孔和导流喷口共用一个压缩机，可节省能源，简化系统结构。

附图说明

图1为一种典型的尿素喷头的喷雾示意图；