[发明专利]还原剂喷射装置以及废气处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及净化废气的还原剂喷射装置以及废气处理装置。

背景技术

以往，为了净化从各种引擎等排出的废气中的氮氧化物(NO_X)，使用选择性催化还原型NO_X催化剂(SCR催化剂)(例如，参照专利文献1)。

专利文献1中记载的废气净化装置具有安装于引擎的排气管的催化剂(SCR催化剂)、以及向引擎与催化剂之间的排气管内喷射尿素水的单元。并且将尿素水与尾气混合，利用催化剂使其与尾气中的特定成分进行反应，并且在多个部位设置用于将尿素水与尾气混合的尿素水喷射单元。

专利文献1中记载的废气净化装置利用废气的热将尿素水分解(需要200℃以上)，因此在因引擎的燃油经济性提高等而导致废气的温度降低时，存在尿素变得难以反应这样的问题。

因此，提出了一种废气处理装置，其通过向经通电发热的蜂窝结构体(蜂窝加热器)添加尿素，从而促进尿素分解为NH₃(专利文献2)。通过以NH₃气体的形式添加到配管中，从而即使在废气的低温区域也能够净化NO_X。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-327377号公报

专利文献2：国际公开第2014/148506号

发明内容

发明所要解决的课题

然而，如果将尿素添加到经通电发热的蜂窝结构体(蜂窝加热器)，则添加了尿素的部位的温度降低，在蜂窝加热器内产生温度不均。因此，有可能在低温部生成尿素沉积物(deposit：起因于尿素的结晶)。如果产生尿素沉积物，则蜂窝加热器的路径被阻断，会阻碍尿素分解为NH₃，导致功能损失。

尿素沉积物具有依赖于添加了尿素时的蜂窝加热器的温度的倾向，因此为了抑制尿素沉积物，提高通电功率是有效的。然而，如果尿素添加量增多，则由于蜂窝加热器的温度更加降低，因而需要高功率，因此蜂窝加热器内的温度分布也变大，导致蜂窝加热器的破损。

本发明的课题在于提供一种还原剂喷射装置、以及具备该还原剂喷射装置的废气处理装置，所述还原剂喷射装置在通过向经通电发热的蜂窝结构体(蜂窝加热器)添加尿素从而促进尿素分解为NH₃的废气处理装置中，能够抑制尿素沉积物。

用于解决课题的方法

为了解决上述课题，根据本发明，提供以下的还原剂喷射装置、以及废气处理装置。

[1]一种还原剂喷射装置，其具备蜂窝结构体以及将尿素水溶液以雾状喷出的尿素喷雾装置，上述蜂窝结构体具有柱状的蜂窝结构部和配设于上述蜂窝结构部的侧面的至少一对电极部，上述蜂窝结构部具有划分形成多个孔格的隔壁，上述孔格从作为流体流入侧的端面的第一端面延伸至作为流体流出侧的端面的第二端面并成为流体的流路；上述一对电极部分别形成为在上述蜂窝结构部的孔格的延伸方向上延伸的带状，在与上述孔格的延伸方向正交的截面上，上述一对电极部中的一个上述电极部隔着上述蜂窝结构部的中心而配设于上述一对电极部中的另一个上述电极部的相反侧；将与上述孔格的延伸方向正交的截面上的一个上述孔格的截面面积设为S、一个上述孔格的上述截面的周长设为C时，以HD＝4×S/C定义的水力直径HD为0.8～2.0mm，与上述孔格的延伸方向正交的截面上的、上述蜂窝结构体的开口率OFA为45～80％，由上述尿素喷雾装置喷出的上述尿素水溶液从上述蜂窝结构部的上述第一端面被供给到上述孔格内，供给到上述孔格内的上述尿素水溶液中的尿素在经通电加热的上述蜂窝结构部内被加热而水解，生成氨，上述氨从上述第二端面被排出到上述蜂窝结构部的外侧，并且上述氨被喷射至外部。

[2]一种废气处理装置，其具备：使含有NO_X的废气流动的排气管、上述[1]所述的还原剂喷射装置、以及SCR催化剂，所述还原剂喷射装置将上述氨喷射到上述排气管内，所述SCR催化剂配置于上述排气管的与喷射上述氨的位置相比的下游侧。

发明效果

根据本发明的还原剂喷射装置，由尿素喷雾装置喷出的尿素水溶液被供给到蜂窝结构体的孔格内。并且，尿素水溶液中的尿素在经通电加热的蜂窝结构体内被加热而水解，生成氨，并被喷出。本发明的还原剂喷射装置通过将蜂窝结构体的开口率OFA和水力直径HD设为预定范围内，从而蜂窝结构体的孔格不会发生由尿素沉积物(也简称为沉积物)导致的堵塞。