專利名稱：可控粒徑瀝青殘渣噴霧造粒噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油化工機械設(shè)備，特別是涉及一種噴霧造粒塔的噴霧造粒技術(shù)，能 夠控制所造成顆粒的粒徑，可以應(yīng)用于重油梯級分離工藝中浙青殘渣的噴霧造粒和分離過 程以及其他用到液體霧化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在重油梯級分離工藝中，脫浙青油等優(yōu)質(zhì)組分分離之后，需將剩余的浙青和膠質(zhì) 等殘渣噴霧造粒，以便后續(xù)的處理和應(yīng)用。由于后續(xù)應(yīng)用場合不同，對浙青和膠質(zhì)等殘渣顆 粒的粒徑有不同要求，本發(fā)明提出一種浙青殘渣噴霧造粒進料噴嘴，能夠控制噴霧粒徑的 大小，從而可以控制生成的浙青顆粒的粒徑。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的噴霧造粒塔技術(shù)只能產(chǎn)生單一粒徑的局限，根據(jù)需要產(chǎn)生所需粒 徑的固體顆粒，本發(fā)明提出一種新型的噴霧造粒進料噴嘴。該噴嘴結(jié)構(gòu)簡單，利用內(nèi)構(gòu)件在 噴嘴內(nèi)產(chǎn)生不同的旋轉(zhuǎn)效應(yīng)，在噴嘴出口產(chǎn)生不同的擴散和剪切作用，可以控制噴霧過程 噴霧液滴的粒徑大小，從而控制造粒過程所產(chǎn)生的固體顆粒直徑。這種新的噴霧造粒噴嘴 結(jié)構(gòu)簡單，在不增加任何能耗和附加操作難度的條件下，可以根據(jù)需要控制造粒過程產(chǎn)生 的顆粒直徑，滿足后續(xù)應(yīng)用過程的需要。本發(fā)明解決這個技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在噴嘴內(nèi)部，設(shè)計了新型的可以 使物料產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動的內(nèi)構(gòu)件，在噴嘴內(nèi)產(chǎn)生不同強度的旋轉(zhuǎn)，控制物料的擴散以及與周 圍介質(zhì)的剪切作用，從而控制霧化過程產(chǎn)生的液滴粒徑，從而控制所產(chǎn)生的固體顆粒的粒 徑。這種可以控制所產(chǎn)生的固體顆粒粒徑的過程，不增加過程的操作難度，在噴霧造粒系統(tǒng) 不增加任何其他設(shè)備。本發(fā)明包括一種可控粒徑的噴霧造粒噴嘴，其結(jié)構(gòu)主要包含有噴頭1，物料旋流 器2和進料管3。所述的噴頭1，其特征是這個噴頭1頂部開有噴口 10，噴口的直徑為D1，長度為 Ll ；噴頭1底部與進料管3連接，噴頭1中間有圓柱形空腔，空腔的直徑為D2，長度為L2。其 中噴口 10的長度Ll的范圍在0. 3D1 20D1，空腔的直徑D2的變化范圍在1. IDl 10D1， 空腔的長度L2的范圍在2D1 50D1。所述的物料旋流器2，其特征是它的整體形狀為圓柱形，裝在噴頭1的內(nèi)部，其上 部有一個旋流腔9，旋流腔9上開有兩個切向通道8 ；下部有一個流體分配腔6，流體分配腔 6上開有兩個徑向通道5 ；旋流器2兩側(cè)銑各去b3高的部分形成兩個平面。所述的物料旋流器2，其特征是物料旋流器2的直徑D2變化范圍在1. IDl IODl，高度H變化范圍在2D1 50D1 ；旋流腔9的直徑D5的變化范圍在2D1 20D1，旋流腔 9的深度Hl的變化范圍在1.5D1 20D1 ；切向通道8的寬度bl的范圍在0. 2D1 5D1，切 向通道8的深度的變化范圍在1. 5D1 20D1 ；流體分配腔6的直徑D4的變化范圍在2D1 20D1，流體分配腔6的深度H2的變化范圍在1. 5D1 20D1，徑向通道5的寬度b2的范圍在 0. 2D1 5D1，徑向通道5的深度的變化范圍在1. 5D1 20D1 ；旋流器2兩側(cè)各銑去的高度 b3，即直流通道7的寬度b3的變化范圍在0. IDl IODl。所述的進料管3，其特征是其頂部與噴頭1的底部通過螺紋密封連接，并壓緊物 料旋流器2，其內(nèi)管與物料旋流器2底部的流體分配腔6連通。


本發(fā)明涉及的新型噴霧造粒噴嘴結(jié)構(gòu)如圖所示圖1是本發(fā)明的噴霧造粒噴嘴組合圖。圖2是本發(fā)明的噴霧造粒塔噴霧噴嘴噴頭圖。圖3是本發(fā)明的噴霧造粒塔噴霧噴嘴內(nèi)旋流器圖。圖中1—噴頭，2——物料旋流器，3——進料管，4——噴嘴入口，5——徑向通 道，6——流體分配腔，7——直流通道，8——切向通道，9——旋流腔，10——噴口。新結(jié)構(gòu)的噴霧造粒噴嘴主要由噴頭1、物料旋流器2、進料管3組成。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明噴嘴的工作過程進行說明。參考圖1，本發(fā)明包括一種可控粒徑的噴霧造粒噴嘴，其結(jié)構(gòu)主要包含有噴頭1， 物料旋流器2和進料管3。參考圖1和圖2，噴頭1頂部開有噴口 10，噴口的直徑為D1，長度為Ll ；噴頭1底 部與進料管3連接，噴頭1中間有圓柱形空腔，空腔的直徑為D2，長度為L2。其中噴口 10 的長度Ll的范圍在0. 3D1 20D1，空腔的直徑D2的變化范圍在1. IDl IODl，空腔的長 度L2的范圍在2D1 50D1。參考圖1和圖3，物料旋流器2的整體形狀為圓柱形，裝在噴頭1的內(nèi)部，其上部有 一個旋流腔9，旋流腔9上開有兩個切向通道8 ；下部有一個流體分配腔6，流體分配腔6上 開有兩個徑向通道5 ；旋流器2兩側(cè)銑各去b3高的部分形成兩個平面。參考圖1和圖3，物料旋流器2的直徑D2變化范圍在1. IDl IODl，高度H變化 范圍在2D1 50D1 ；旋流腔9的直徑D5的變化范圍在2D1 20D1，旋流腔9的深度Hl的 變化范圍在1. 5D1 20D1 ；切向通道8的寬度bl的范圍在0. 2D1 5D1，切向通道8的深 度的變化范圍在1. 5D1 20D1 ；流體分配腔6的直徑D4的變化范圍在2D1 20D1，流體 分配腔6的深度H2的變化范圍在1. 5D1 20D1，徑向通道5的寬度b2的范圍在0. 2D1 5D1，徑向通道5的深度的變化范圍在1. 5D1 20D1 ；旋流器2兩側(cè)各銑去的高度b3，即直 流通道7的寬度b3的變化范圍在0. IDl IODl。參考圖1，進料管3的頂部與噴頭1的底部通過螺紋密封連接，并壓緊物料旋流器 2，其內(nèi)管與物料旋流器2底部的流體分配腔6連通。本發(fā)明的可控粒徑的噴霧造粒噴嘴使用過程，例如可以是，液相溶劑與浙青的混 合物經(jīng)進料管3上的噴嘴入口 4進入物料旋流器2下部的流體分配腔6，通過流體分配腔 6上徑向?qū)ΨQ開設(shè)的徑向通道5分流，通過直流通道7流入切向通道8，通過切向通道8切 向噴入旋流腔9，在旋流腔9中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)向前的運動，在旋流腔9的約束作用下，旋轉(zhuǎn)收縮，通過噴口 10旋轉(zhuǎn)擴散噴出，混合物料在旋轉(zhuǎn)擴散作用下先形成錐形空心膜狀射流，在繼續(xù) 擴散和與周圍介質(zhì)強烈剪切作用下，破碎成小液滴。通過物料旋流器2、旋流腔9、切向通道 8以及噴口 10的不同設(shè)計，可以控制和產(chǎn)生不同的旋流狀態(tài)，形成不同的擴散錐角、液膜和 剪切速度，從而產(chǎn)生不同直徑的液滴。溶劑汽化，浙青液滴凝固后，可以形成不同直徑的浙青顆粒。 因此通過本發(fā)明噴嘴內(nèi)構(gòu)件物料旋流器2及噴口 10的設(shè)計，可以控制最終形成的 浙青顆粒的直徑，按不同的市場需求進行生產(chǎn)。產(chǎn)生的浙青顆粒直徑，可以在10-15000μπι 之間調(diào)節(jié)。對于處理量較大的場合，可以用多個噴嘴形成陣列進料系統(tǒng)，可以進行大處理量 的操作，同時可以保證浙青顆粒的直徑符合要求。此外，多個噴嘴形成陣列進料系統(tǒng)可以組 織造粒塔內(nèi)流動的流動狀態(tài)，形成旋轉(zhuǎn)運動，利用離心力進行浙青顆粒與氣相的分離，有較 高的氣固分離效率，以便包裝和運輸。本發(fā)明提出的噴霧造粒噴嘴，可以用于所有的噴霧造粒領(lǐng)域和液體霧化領(lǐng)域。
權(quán)利要求
本發(fā)明涉及一種可控粒徑的噴霧造粒噴嘴，其結(jié)構(gòu)主要包含有噴頭1，物料旋流器2和進料管3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴頭1，其特征是這個噴頭1頂部開有噴口10，噴口的直徑 為D1，長度為Ll ；噴頭1底部與進料管3連接，噴頭1中間有圓柱形空腔，空腔的直徑為D2， 長度為L2。其中噴口 10的長度Ll的范圍在0.3D1 20D1，空腔的直徑D2的變化范圍在 1. IDl 10D1，空腔的長度L2的范圍在2D1 50D1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物料旋流器2，其特征是它的整體形狀為圓柱形，裝在噴頭 1的內(nèi)部，其上部有一個旋流腔9，旋流腔9上開有兩個切向通道8 ；下部有一個流體分配腔 6，流體分配腔6上開有兩個徑向通道5 ；旋流器2兩側(cè)銑各去b3高的部分形成兩個平面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和3所述的物料旋流器2，其特征是物料旋流器2的直徑D2變化 范圍在1. IDl 10D1，高度H變化范圍在2D1 50D1 ；旋流腔9的直徑D5的變化范圍在 2D1 20D1，旋流腔9的深度Hl的變化范圍在1. 5D1 20D1 ；切向通道8的寬度bl的范圍 在0. 2D1 5D1，切向通道8的深度的變化范圍在1.5D1 20D1 ；流體分配腔6的直徑D4 的變化范圍在2D1 20D1，流體分配腔6的深度H2的變化范圍在1. 5D1 20D1，徑向通道 5的寬度b2的范圍在0. 2D1 5D1，徑向通道5的深度的變化范圍在1. 5D1 20D1 ；旋流 器2兩側(cè)各銑去的高度b3，即直流通道7的寬度b3的變化范圍在0. IDl IODl。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進料管3，其特征是其頂部與噴頭1的底部通過螺紋密封連 接，并壓緊物料旋流器2，其內(nèi)管與物料旋流器2底部的流體分配腔6連通。
全文摘要
一種新型的噴霧造粒進料噴嘴，內(nèi)部設(shè)有一個旋流內(nèi)構(gòu)件，利用內(nèi)構(gòu)件在噴嘴內(nèi)產(chǎn)生不同的旋轉(zhuǎn)效應(yīng)，在噴嘴出口產(chǎn)生不同的擴散和剪切作用，可以控制噴霧過程噴霧液滴的粒徑大小，從而控制造粒過程所產(chǎn)生的固體顆粒的直徑。
文檔編號B01J2/04GK101987288SQ20091016249
公開日2011年3月23日 申請日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月6日
發(fā)明者孫學(xué)文, 徐春明, 毛羽, 王娟, 王江云, 趙鎖奇 申請人:中國石油大學(xué)(北京)