[实用新型]一种用于大型柴油机的紧凑型排气净化装置

说明书

本实用新型公开了一种用于大型柴油机的紧凑型排气净化装置，净化装置包括封装桶体，封装桶体的前后分别设有前端盖和后端盖，进气管与封装桶体成90°，插进封装桶体的内部，进气管的上部设有尿素喷嘴座，尿素喷嘴座与设置在进气管内部的喷嘴连接，喷嘴的上部设有前级旋流混合器；进气管的下部设有后级混合器；封装桶体内进气管的后部依次设有整流板，SCR封装单元及消音板；后端盖与出气管连接。在喷嘴前设计了前级旋流混合器，在喷嘴后端适当位置设计了后级混合器。前级旋流混合器形成旋转气流，使尿素和废气混合，促进尿素液滴的快速吸热分解，且尿素液滴与前级旋流混合器不直接接触，避免了尿素液滴在前级旋流混合器上附着带来的结晶风险。

技术领域

本实用新型涉及大型柴油机排气净化处理技术领域，尤其涉及一种用于大型柴油机的紧凑型排气净化装置及方法。

背景技术

选择性催化还原(SCR)可以在保证柴油机动力性和经济性的同时，有效解决NO_X排放的问题，满足环保法规的要求，该技术在车用柴油机国IV、国V阶段得到了广泛的应用。

SCR的基本工作原理是通过尿素喷射装置往柴油机排气管中喷射还原剂，还原剂在催化剂的作用下与NO_X发生反应，将NO_X排放控制在法规限值以内。整个系统由尿素喷射及控制装置、尿素混合装置及催化装置组成，大致原理如图1所示。

尿素喷射及控制装置根据发动机工况，时刻计算当前需要的尿素喷射量，实现喷射量的精确控制，并保证尿素喷出后获得理想的喷雾特性；尿素在排气管内在混合装置的作用下与高温废气快速混合，使尿素吸热分解成NH₃(反应1)；最后NH₃在催化剂的作用下与NO_X发生反应，达到消除NO_X排放的目的(反应2、3)。

(NH₂)₂CO+H₂O→CO₂+2NH₃ (1)

4NO+4NH₃+O₂→4N₂+6H₂O (2)

NO+NO₂+2NH₃→2N₂+3H₂O (3)

SCR技术在车用柴油机领域已经相对成熟，但车用柴油机功率较小，最大不超过400kW。随着环保法规的不断升级，400kW以上的非道路大型柴油机也需要匹配SCR技术才能满足排放法规的要求，车用柴油机的SCR系统受限于以下因素不能直接用于大型柴油机的匹配。

(1)大型柴油机需要的尿素喷射量较大，当前车用尿素喷射装置，通常最大的喷射能力在7.0L/h左右，不能满足大功率柴油机喷射量的需求；

(2)大尿素喷射量下，实现尿素和废气的快速混合分解、防止尿素结晶、保证催化效率，需要专门设计高效的尿素混合装置；

(3)适应大型柴油机的应用，需要选配更大的催化剂体积，现有的催化器结构不能适用更大体积催化剂的封装。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种用于大型柴油机的紧凑型排气净化装置及方法，进气管插入催化器内，进气管内的气流流动方向与催化器内气流的流动方向基本垂直，催化器内的高温废气对进气管起到很好的保温作用，避免尿素喷射后碰到冷壁面带来的结晶风险；且紧耦合设计结构更紧凑，容易安装布置。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：