專利名稱：一種用于柴油機(jī)尾氣處理的催化轉(zhuǎn)化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及柴油機(jī)排氣后處理系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)是涉及柴油機(jī)尾氣處理 的催化器。
背景技術(shù)：
柴油機(jī)在動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性方面都比汽油機(jī)有明顯的優(yōu)勢(shì)，特別是CO2排放 低，其用途已逐漸擴(kuò)展到各類車型上。但柴油機(jī)存在最大的問(wèn)題是氮氧化物(NOx)和顆粒物 (PM)排放嚴(yán)重。隨著中國(guó)排放控制法規(guī)越來(lái)越嚴(yán)，以及國(guó)產(chǎn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)性能及油品問(wèn)題，光 靠機(jī)內(nèi)凈化措施顯得力不從心，因此有必要采取機(jī)外后處理裝置來(lái)達(dá)到排放目標(biāo)。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣選擇性催化還原技術(shù)(SCR)是車用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的一種機(jī)外后處 理技術(shù)，可以有效改善柴油機(jī)NOx的排放，并對(duì)柴油含硫量不敏感。該技術(shù)通過(guò)在排氣管中 噴入一定濃度的尿素溶液，經(jīng)熱解(反應(yīng)1)和水解(反應(yīng)2、后產(chǎn)生的NH3和NOx在催化轉(zhuǎn) 化器中發(fā)生還原反應(yīng)(反應(yīng)3-5)，將NOx轉(zhuǎn)化為H2O和N2。(NH2) 2CO ^ NH3+HNCO(1)H20+HNC0 — NH3+C02(2)4N0+4NH3+02 — 4N2+6H20(3)2NH3+N0+N02 — 2N2+3H20(4)6N02+8NH3 — 7N2+12H20(5)對(duì)于用于柴油機(jī)尾氣處理的催化轉(zhuǎn)化器的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，可以由以下指標(biāo)來(lái)評(píng) 價(jià)1、流體在各個(gè)催化劑載體間的分布以及每個(gè)催化劑載體前端面的流動(dòng)均勻性值。改善尾氣在各個(gè)催化劑載體間的質(zhì)量流量分布，有利于提高載體催化劑的利用 率，提高催化劑的轉(zhuǎn)化效率；有利于降低氣流在催化劑載體上的壓力損失；有利于催化劑 載體更快的達(dá)到起燃溫度。2、系統(tǒng)的壓力損失催化轉(zhuǎn)化器的壓力損失時(shí)整個(gè)排氣系統(tǒng)的一個(gè)部分，降低催化轉(zhuǎn)化器的壓力損失 有利于降低排氣系統(tǒng)的背壓，從而有利于改善發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。3、空速空速的大小反應(yīng)了氣流在催化劑載體上的停留時(shí)間?？账僭叫。瑲饬髟诖呋瘎┹d 體中的停留時(shí)間越長(zhǎng)，轉(zhuǎn)化效率就越高。4、聲學(xué)插入損失

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于提供一種流動(dòng)性能好、壓損適中，并具有消聲功能，用于柴油 機(jī)尾氣處理的催化轉(zhuǎn)化器。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本專利采用的技術(shù)方案是
一種用于柴油機(jī)尾氣處理的催化轉(zhuǎn)化器，包括催化劑載體組件、進(jìn)氣腔和出氣腔， 其特征在于所述的進(jìn)氣腔包括一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管、一個(gè)三支管和三個(gè)椎體管，所述的三支 管前端與所述的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管的后端連接，所述的三支管的三個(gè)后端分別與所述三個(gè)椎體 管連接；所述的出氣腔包括三個(gè)椎體管、一個(gè)三支管和一個(gè)催化劑排氣管，所述的三個(gè)椎體 管的后端分別與所述的三支管的三個(gè)前端連接，所述的三支管的后端與所述的催化劑排氣 管的前端連接；所述的催化劑載體組件由3組并排設(shè)置的組件并聯(lián)構(gòu)成，每組組件的前后 兩端分別一一對(duì)應(yīng)地與所述進(jìn)氣腔的椎體管的后端和所述出氣腔的椎體管的前端連接。根據(jù)本發(fā)明，所述的三組催化劑載體組件在360度周向內(nèi)均勻布置。根據(jù)本發(fā)明，每組催化劑載體組件由兩個(gè)催化劑載體裝置串聯(lián)構(gòu)成，所述的兩個(gè) 催化劑載體裝置通過(guò)法蘭連接；所述的每個(gè)催化劑載體裝置包括催化劑載體、包覆在催化 劑載體外的襯墊和包覆在襯墊外的殼體。殼體和襯墊可以保護(hù)和夾持催化劑載體，防止催 化劑載體在工作中失效。根據(jù)本發(fā)明，所述的每個(gè)催化劑載體裝置均為圓柱形結(jié)構(gòu)，所述的催化劑載體內(nèi) 沿軸向設(shè)有多條貫穿兩端面的平行通道，各通道的內(nèi)表面設(shè)有催化劑涂層，起到催化作用。根據(jù)本發(fā)明，所述的催化劑載體組件和所述的進(jìn)氣腔之間采用法蘭連接，所述的 催化劑載體組件和所述出氣腔之間采用法蘭連接，且整個(gè)催化轉(zhuǎn)化器通過(guò)所述的兩個(gè)法蘭 水平固定。根據(jù)本發(fā)明，所述的進(jìn)氣腔的三支管采用法蘭分別與所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管和進(jìn)氣腔 的椎體管連接。根據(jù)本發(fā)明，所述的出氣腔的三支管采用法蘭分別與所述出氣腔的椎體管和催化 劑排氣管連接。根據(jù)本發(fā)明，所述的進(jìn)氣腔與出氣腔結(jié)構(gòu)對(duì)稱。本發(fā)明的一種用于柴油機(jī)尾氣處理的催化轉(zhuǎn)化器，采用三支管和三個(gè)椎體管結(jié)構(gòu) 的進(jìn)氣腔和出氣腔，結(jié)合三組催化劑載體組件形式，使發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管內(nèi)氣流進(jìn)入進(jìn)氣腔的 三支管后分成三個(gè)支流，在通過(guò)催化劑載體后該三個(gè)流再經(jīng)過(guò)出氣腔的三支管并成一個(gè)氣 流，最后排向大氣。本發(fā)明具有流動(dòng)性能好、壓損適中的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，并具有一定的消聲的 作用。本發(fā)明通過(guò)流動(dòng)分析和聲學(xué)分析數(shù)據(jù)顯示，在發(fā)動(dòng)機(jī)額定工況下，額定流量 5873kg/h，額定溫度380°C下，壓損小于12kPa，三個(gè)催化劑進(jìn)口面上的速度均勻性大于 0.96。額定工況下，由于額定轉(zhuǎn)速較低，插入損失在SdB左右?？梢?jiàn)，上述技術(shù)效果經(jīng)流動(dòng) 分析和聲學(xué)分析論證得以充分驗(yàn)證。


圖1是本發(fā)明的一種用于柴油機(jī)尾氣處理的催化轉(zhuǎn)化器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的俯視圖。圖3是本發(fā)明的一組催化劑載體組件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是催化劑載體裝置的橫截面圖。其中1-連接法蘭；2-發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管；3-連接法蘭；4-進(jìn)氣腔三支管；5-進(jìn) 氣腔三支管連接法蘭；6-進(jìn)氣腔椎體管；7-催化劑載體組件連接法蘭；8-催化劑載體組件；9-催化劑載體組件連接法蘭；10-出氣腔椎體管；11-出氣腔三支管連接法蘭；12-出 氣腔三支管；13-連接法蘭；14-催化劑排氣管；15-連接法蘭；16-進(jìn)氣腔；17-出氣腔； 71、72_催化劑載體裝置；712、722_催化劑載體裝置殼體；713、723_催化劑載體裝置襯墊； 714、724_催化劑載體；715、721_法蘭；716、726_催化劑載體上的軸向通道。
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖1和圖2，一種用于柴油機(jī)尾氣處理的催化轉(zhuǎn)化器，包括催化劑載體組件8、 進(jìn)氣腔16和出氣腔17。所述的進(jìn)氣腔16包括一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管2、一個(gè)三支管4和三個(gè) 椎體管6，所述的三支管4前端通過(guò)法蘭3與所述的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管2的后端連接，所述的三 支管4的三個(gè)后端分別通過(guò)法蘭5與所述三個(gè)椎體管6連接；所述的出氣腔17包括三個(gè)椎 體管12、一個(gè)三支管10和一個(gè)催化劑排氣管14，所述的三個(gè)椎體管12的后端分別通過(guò)法 蘭11與所述的三支管10的三個(gè)前端連接，所述的三支管10的后端通過(guò)法蘭13與所述的 催化劑排氣管14的前端連接；所述的催化劑載體組件8由3組并排設(shè)置的組件并聯(lián)構(gòu)成， 每組組件的前后兩端分別通過(guò)法蘭7和9 一一對(duì)應(yīng)地與所述進(jìn)氣腔16的椎體管6的后端 和所述出氣腔17的椎體管12的前端連接。整個(gè)催化轉(zhuǎn)化器通過(guò)法蘭7和9水平固定。參見(jiàn)圖3，每組催化劑載體組件8由兩個(gè)催化劑載體裝置71、72串聯(lián)構(gòu)成，所述的 兩個(gè)催化劑載體裝置71、72之間通過(guò)法蘭715、721連接；所述的每個(gè)催化劑載體裝置71、 72包括催化劑載體714、724、包覆在催化劑載體外的襯墊713、723和包覆在襯墊外的殼體 712、722。所述的每個(gè)催化劑載體裝置71、72均為圓柱形結(jié)構(gòu)，所述的催化劑載體714、7M 內(nèi)沿軸向設(shè)有多條貫穿兩端面的平行通道716、726，各通道的內(nèi)表面涂覆催化劑涂層，起到 催化作用。殼體和襯墊可以保護(hù)和夾持催化劑載體，防止催化劑載體在工作中失效。本發(fā)明的一種用于柴油機(jī)尾氣處理的催化轉(zhuǎn)化器經(jīng)流動(dòng)分析和聲學(xué)分析論證，表 明其具有流動(dòng)性能好、壓損適中的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，并具有一定的消聲作用。
權(quán)利要求
1.一種用于柴油機(jī)尾氣處理的催化轉(zhuǎn)化器，包括催化劑載體組件(8)、進(jìn)氣腔(16)和 出氣腔(17)，其特征在于所述的進(jìn)氣腔(16)包括一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管O)、一個(gè)三支管(4) 和三個(gè)椎體管(6)，所述的三支管(4)前端與所述的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管O)的后端連接，所述的 三支管(4)的三個(gè)后端分別與所述三個(gè)椎體管(6)連接；所述的出氣腔(17)包括三個(gè)椎體 管(12)、一個(gè)三支管(10)和一個(gè)催化劑排氣管(14)，所述的三個(gè)椎體管(1 的后端分別 與所述的三支管(10)的三個(gè)前端連接，所述的三支管(10)的后端與所述的催化劑排氣管 (14)的前端連接；所述的催化劑載體組件(8)由3組并排設(shè)置的組件并聯(lián)構(gòu)成，每組組件 的前后兩端分別一一對(duì)應(yīng)地與所述進(jìn)氣腔(16)的椎體管(6)的后端和所述出氣腔(17)的 椎體管(1 的前端連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于柴油機(jī)尾氣處理的催化轉(zhuǎn)化器，其特征在于所述的三 組催化劑載體組件( 在360度周向內(nèi)均勻布置。
3.如權(quán)利要求2所述的一種用于柴油機(jī)尾氣處理的催化轉(zhuǎn)化器，其特征在于每組催 化劑載體組件(8)由兩個(gè)催化劑載體裝置(71、72)串聯(lián)構(gòu)成，所述的兩個(gè)催化劑載體裝置 (71,72)通過(guò)法蘭(715、721)連接；所述的每個(gè)催化劑載體裝置(71、7幻包括催化劑載體 (714、7對(duì))、包覆在催化劑載體外的襯墊(713、72；3)和包覆在襯墊外的殼體(712、722)。
4.如權(quán)利要求3所述的一種用于柴油機(jī)尾氣處理的催化轉(zhuǎn)化器，其特征在于所述的每 個(gè)催化劑載體裝置(71、7幻均為圓柱形結(jié)構(gòu)，所述的催化劑載體(714、7M)內(nèi)沿軸向設(shè)有 多條貫穿兩端面的平行通道(716、7沈)，各通道的內(nèi)表面設(shè)有催化劑涂層。
5.如權(quán)利要求1所述的一種用于柴油機(jī)尾氣處理的催化轉(zhuǎn)化器，其特征在于所述的催 化劑載體組件(8)和所述的進(jìn)氣腔(16)之間采用法蘭(7)連接，所述的催化劑載體組件 (8)和所述出氣腔(17)之間采用法蘭(9)連接，且整個(gè)催化轉(zhuǎn)化器通過(guò)所述的兩個(gè)法蘭 (7,9)水平固定。
6.如權(quán)利要求1所述的一種用于柴油機(jī)尾氣處理的催化轉(zhuǎn)化器，其特征在于所述的進(jìn) 氣腔的三支管(4)采用法蘭(3、幻分別與所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管( 和進(jìn)氣腔的椎體管(6)連接。
7.如權(quán)利要求1所述的一種用于柴油機(jī)尾氣處理的催化轉(zhuǎn)化器，其特征在于所述的出 氣腔的三支管(10)采用法蘭(11、1；3)分別與所述出氣腔的椎體管(1 和催化劑排氣管 (14)連接。
8.如權(quán)利要求1-7任何一項(xiàng)所述的一種用于柴油機(jī)尾氣處理的催化轉(zhuǎn)化器，其特征在 于所述的進(jìn)氣腔(16)與出氣腔(17)結(jié)構(gòu)對(duì)稱。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于柴油機(jī)尾氣處理的催化轉(zhuǎn)化器裝置，包括催化劑載體組件、進(jìn)氣腔和出氣腔。所述的進(jìn)氣腔和出氣腔分別連接在催化劑載體組件的前后兩端。發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣通過(guò)三支管平均分配進(jìn)入催化劑，催化劑載體組件由3組組件并聯(lián)構(gòu)成，且每組組件由兩個(gè)催化劑載體裝置串聯(lián)構(gòu)成。通過(guò)催化劑載體后形成的三流氣流再經(jīng)過(guò)三支管并成一流，形成出氣腔排向大氣。本發(fā)明的催化轉(zhuǎn)化器，催化劑載體更換拆裝方便。本發(fā)明經(jīng)流動(dòng)分析和聲學(xué)分析論證，表明其具有流動(dòng)性能好、壓損適中的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，并具有一定的消聲作用。
文檔編號(hào)F01N3/28GK102116187SQ20111007064
公開(kāi)日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2011年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月22日
發(fā)明者周小燕, 孔芬霞, 張婷, 李兵, 陸國(guó)棟, 陳鎮(zhèn) 申請(qǐng)人:杭州銀輪科技有限公司