一種SCR處理器的制作方法

本實用新型涉及發動機廢氣后處理技術領域，尤其涉及一種SCR處理器。

背景技術：

SCR是選擇性催化還原法(Selective Catalytic Reduction)的英文簡稱，原理是在含有NOx的尾氣中噴入氨、尿素或者其它含氮化合物，使其中的NOx還原成N2和水，以達到國家排放法規的要求。安裝、固定催化劑并提供還原反應空間的裝置叫SCR后處理器。

在采用國四排放或更高排放要求后，因催化劑的原因，SCR處理器有兩種形狀：方形和長筒型。其中，對于方型SCR后處理器一般叫SCR箱；對于圓形SCR后處理器一般叫SCR筒。無論采用哪種形狀的SCR處理器，受到車輛布置的限制，其排氣尾管均很短。而在很短的排氣尾管上利用余熱發電空間布置上不允許；同時排氣尾管是排氣的最尾端，其溫度是最低的，大約在200℃左右，屬于低溫，不利于利用其進行發電。

技術實現要素：

(一)要解決的技術問題

本實用新型的目的是：提供一種SCR處理器，解決現有技術中存在的SCR處理后廢氣的溫度無法合理利用的問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種SCR處理器，包括設置在反應區后的廢氣排出腔，在所述廢氣排出腔的壁面上固定有熱電材料；所述熱電材料穿過所述壁面后一端位于所述廢氣排出腔中，另一端位于大氣環境中。

優選地，所述熱電材料的兩端均與導線連接，且所述導線連接控制器和儲能裝置。

優選地，所述SCR處理器的進氣口設置有溫度傳感器，所述溫度傳感器用于測量進氣溫度；所述控制器與所述溫度傳感器連接，并根據所述溫度傳感器測量的數據控制所述熱電材料。

優選地，所述儲能裝置為電能存儲裝置。

優選地，所述SCR處理器為SCR箱。

優選地，所述廢氣排出腔的壁面包括底板；所述熱電材料固定在所述底板上。

優選地，所述廢氣排出腔的壁面包括側壁；所述熱電材料固定在所述側壁上。

(三)有益效果

本實用新型的技術方案具有以下優點：本實用新型的SCR處理器，包括設置在反應區后的廢氣排出腔，在所述廢氣排出腔的壁面上固定有熱電材料；所述熱電材料穿過所述壁面后一端位于所述廢氣排出腔中，另一端位于大氣環境中。該方案中，熱電材料利用SCR處理器中反應區之后廢氣的高溫進行發電，從而可以合理回收廢氣的溫度。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是現有技術的SCR箱的結構示意圖；

圖2是實施例的SCR箱的結構示意圖；

圖3是實施例的熱電材料的工作原理示意圖；

圖中：1、SCR箱進氣口；2、含氮化合物噴射裝置；3、混合區；4、反應區；5、廢氣消音腔；6、廢氣排出腔；7、排氣尾管；8、熱電材料。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型的實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不能用來限制本實用新型的范圍。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

請參見圖1，現有技術的SCR箱，包括SCR箱進氣口1、含氮化合物噴射裝置2、混合區3、反應區4、廢氣消音腔5、廢氣排出腔6和排氣尾管7。其中，含氮化合物噴射裝置2中的含氮化合物采用較多的是尿素，當然采用其它化合物也可以。以尿素為例，SCR箱進氣口1和發動機的排氣管連接，混合區3用于發動機廢氣和尿素的混合，反應區4用于進行發動機廢氣和尿素的還原反應。

具體地，SCR箱的工作原理為：發動機產生高溫高壓廢氣，其中的廢氣的溫度一般到達500℃～600℃左右，且高溫高壓的發動機廢氣通過排氣口進入SCR箱進氣口1。在SCR箱進氣口1端部噴入霧化的尿素，尿素在混合區3與發動機廢氣充分混合后進入反應區4。進入反應區4的尿素和發動機廢氣在催化劑的作用下進行化學反應，將發動機廢氣中的NOx與尿素分解的NH₃還原成水和N₂。重新得到的發動機廢氣通過廢氣排出腔6壁面上的小孔進入廢氣消音腔5，并通過廢氣消音腔5壁面上的小孔進行膨脹消音。消音后的發動機廢氣通過排氣尾管7進入大氣。

不失一般性，本實施例僅僅以SCR箱為例進行說明，應當理解的是，本實施例的SCR處理器也可以是SCR筒或者是其它形式的SCR處理器。

請參見圖2，本實施例的SCR箱，包括設置在反應區4后的廢氣排出腔6，在所述廢氣排出腔6的壁面上固定有熱電材料8。其中，熱電材料8穿過所述壁面后一端位于所述廢氣排出腔6中與發動機廢氣接觸，另一端位于大氣環境中與空氣接觸。

具體的，發動機廢氣經過反應區4后還有300℃～350℃左右的溫度，且此時的發動機廢氣壓力比較高。此時，在緊鄰反應區4設置的廢氣排出腔6的壁面上布置熱電材料8，使熱電材料8利用SCR箱內高溫高壓氣體和SCR箱外空氣氣溫的溫差產生電流發電。

在車輛行駛時，空氣是流通的，SCR箱外溫度變化不大，并且發動機正常工作后，進入SCR箱的發動機廢氣也變化不大，從而使得熱電材料8兩端的溫差變化不大。又由于熱電材料8是利用溫差發電，因此當熱電材料8兩端溫差穩定是，此時可以在熱電材料8中產生比較穩定的電流。

本實施例中，熱電材料8利用SCR箱中反應區4之后廢氣的高溫進行發電，從而可以合理回收廢氣的溫度。其中，經過反應區之后的廢氣溫度一般在300℃左右。

此外，由于熱電材料8吸收廢氣的溫度，因此降低了廢氣進入廢氣消音腔5時的溫度，也即降低了廢氣的膨脹率，從而可以降低SCR處理器的噪音。并且，隨著進入廢氣消音腔5的發動機廢氣溫度的降低，可以使得SCR箱表面的溫度降低，從而可以取消SCR箱表面的隔熱板，最終達到降低SCR箱制造成本的目的。并且，即使考慮電熱材料的成本，但是從整車的整個生命周期看，電熱材料的設置可以降低成本。

請參見圖3，熱電材料8的兩端均與導線連接，且所述導線連接控制器和儲能裝置。

請進一步參見圖2，廢氣排出腔6的壁面包括豎直方向的側壁和位于SCR箱最底端的底板。其中，熱電材料8既可以固定在側壁上，又可以固定在底板上。當熱電材料8固定在側壁上時，熱電材料8穿過側壁之后經過廢氣消音腔5，并最終端部暴露在大氣環境中；此時，熱電材料8上的溫差還包括廢氣消音腔5內部的溫度和大氣溫度之間的溫度差。當熱電材料8固定在底板上時，熱電材料8穿過底板之后端部暴露在大氣環境中，也即圖2中的情況；此時熱電材料8的安裝方便，并且溫差產生的電流也比較穩定。

在此基礎上，優選在SCR處理器的進氣口設置有溫度傳感器，且溫度傳感器用于測量進氣溫度。控制器與溫度傳感器連接，并根據溫度傳感器測量的數據控制熱電材料8。

具體地，發動機由冷機到熱機時，因溫度比較低，催化劑不能工作，此時如果噴尿素會形成結晶而堵塞催化劑，所以在這時需要盡快使溫度升高以達到催化劑工作狀態，降低排放。因此，此時控制器主要控制熱電材料8進行放熱。而在發動機穩定后，控制器就可以控制熱電材料8吸熱儲電。例如，控制器中設定的溫度閾值為300℃，當溫度傳感器測得的溫度高于300℃時，此時控制器控制熱電材料8吸熱；當溫度傳感器測得的溫度低于300℃時，此時控制器控制熱電材料8放熱。當然，此處控制器中的溫度還可以設置成其它值，具體根據實驗和理論確定。

當熱電材料8吸熱時，熱電材料8通過產生電流的形式產生電能，并最終將電能儲存在電能存儲裝置中。

本實施例中，電能存儲裝置也可以是車輛中的發電裝置，從而該電能存儲裝置可以直接用于降低發動機的負荷和燃油消耗，并提高發動機的效率。當然，本實施例的電能儲存裝置不受限制，甚至熱電材料8通過導線也可以連接任意車輛中的電器裝置。

以上實施方式僅用于說明本實用新型，而非對本實用新型的限制。盡管參照實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，對本實用新型的技術方案進行各種組合、修改或者等同替換，都不脫離本實用新型技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。