水力噴射空氣旋流器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于化學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水力噴射空氣旋流器。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的氣液傳質(zhì)設(shè)備主要是填料塔、板式塔和噴淋塔等，液相在重力場的作用下 自上至下流動，氣相自下而上流動，兩者在填料或塔板等表面發(fā)生氣液傳質(zhì)作用。但是由于 重力場較弱，液膜的流速較低、厚度較大，液膜傳質(zhì)效率低，氣阻也較高，這使得設(shè)備體積龐 大、材耗多、投資高、操作費用也高。
[0003] 中國專利文獻CN 101147894 B公開的一種水力噴射空氣旋流分離器，其主要包括 外部主筒體7及其上的噴孔2、廢水夾套、水力噴射霧化室6、中心排氣管4、空氣進氣管3、 進液管5和廢水排出口 8。該專利是利用液體射流和氣體旋流超重力耦合場強化氣一液傳 質(zhì)過程的新型傳質(zhì)設(shè)備，具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、傳質(zhì)效率高、廢水適應(yīng)面廣、空氣消耗量較少 等優(yōu)點。已經(jīng)成功應(yīng)用于氨氮廢水的處理、豬場廢水的同時去除COD、氨氮和總磷，煙氣脫硫 以及30 2還原處理六價鉻等方面，并取得了良好的效果。但以上各零部件的設(shè)計仍存在不 合理的地方，需要對其進行改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種能實現(xiàn)氣液高效傳質(zhì)的水力噴射空氣旋流器。
[0005] 本發(fā)明所述的水力噴射空氣旋流器，包括空氣旋流器和水力噴射霧化室，空氣旋 流器由中心排氣管和旋流器筒體套裝組成，中心排氣管的上端伸出于旋流器筒體外，下端 位置低于水力噴射霧化室的下端，旋流器筒體上設(shè)置有旋流口，通過旋流口向旋流器筒體 內(nèi)輸入壓縮氣體，壓縮氣體在旋流器筒體內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，形成氣體旋流場，旋流器筒體上部分 的外圍有一個圓柱狀外夾套，與旋流器筒體外壁連接構(gòu)成水力噴射霧化室，與其相連接的 這部分旋流器筒體的外壁上從上到下開有多個噴孔，水力噴射霧化室的上部設(shè)置有進液 口，所述中心排氣管的直徑D xS〇. 5d~0. 6d mm ;中心排氣管的插入深度S為0. 5H~0. 75H mm ;多個噴孔呈正方形陣列排布在圓柱段筒體的外壁上，且噴孔區(qū)域長度h為0. 6S~IS mm〇
[0006] 所述噴孔為圓孔，其直徑dh為0. 028d~0. 05d mm，噴孔與噴孔之間的間距I h為 0. 15d ~0. 30d mm。
[0007] 所述旋流口布置在圓柱段筒體的上部，且旋流口的口部呈長方形，其長度b為 0· 4d ~0· 5d mm,寬度 a 為 0· 2d ~0· 3d mm。
[0008] 所述旋流器筒體由上部的圓柱段筒體和下部內(nèi)徑逐漸減小形成的圓錐段筒體組 成；所述圓柱段筒體的內(nèi)徑D為d mm;所述旋流器筒體的總長度H為4d~5d mm;所述圓 錐段筒體的長度Η。為2d~2. 5d mm〇
[0009] 所述圓錐段筒體的下端具有底流口，該底流口的直徑Dd為0.3d~0.5d mm，在底 流口處設(shè)有閥門。
[0010] 所述中心排氣管與圓柱段筒體之間的間隙1。為0. 2~0. 25d mm。
[0011] 所述圓柱狀外夾套的內(nèi)徑Dtl為d+40~d+60mm。
[0012] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
[0013] (1)通過合理設(shè)計中心排氣管的直徑、插入深度以及噴孔區(qū)域長度，與現(xiàn)有技術(shù)相 比，本發(fā)明具有最高的能效，即單位壓降脫氨效率更高；
[0014] (2)將噴孔設(shè)計為圓形，其排列方式設(shè)計為正方形。相對于其他排出方式，正方形 的排布方式有利于提高旋流氣體與液相射流柱碰撞、霧化的幾率，氣液作用更加劇烈，使旋 流器具有更高的氣液傳質(zhì)效率；
[0015] (3)將旋流器的分離空間設(shè)計為柱錐結(jié)合型，由于柱錐結(jié)合型旋流器旋流分離空 間變窄，旋流器氣體切向速度增大，氣液耦合作用增強，傳質(zhì)效率變得更高；同時對圓柱段 筒體和圓錐段筒體的內(nèi)徑以及長度進行合理的設(shè)計，與現(xiàn)有柱形旋流器相比，分離空間為 柱錐結(jié)合型的旋流器具有較高的氣液傳質(zhì)效率；
[0016] (4)通過合理設(shè)噴孔的直徑以及噴孔與噴孔之間間距，使旋流器具有更高的氣液 傳質(zhì)效率。
【附圖說明】
[0017] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖3為本發(fā)明的俯視圖；
[0020] 圖4為圖1中噴孔的排布圖；
[0021] 圖5為柱錐結(jié)合型（a)和柱形（b)兩種旋流器的脫氨傳質(zhì)效率對比圖；
[0022] 圖6為中心排氣管直徑（a)和插入深度（b)對水力噴射空氣旋流器脫氨單位壓降 傳質(zhì)效率影響的對比圖；
[0023] 圖7為噴孔排列方式對水力噴射空氣旋流器脫氨傳質(zhì)效率影響的對比圖；
[0024] 圖8為噴孔間距對水力噴射空氣旋流器脫氨傳質(zhì)效率影響的對比圖；
[0025] 圖9為噴孔直徑對旋流器脫氨傳質(zhì)效率影響的對比圖；
[0026] 圖10為水力噴射空氣旋流器結(jié)構(gòu)與實驗裝置的連接示意圖；
[0027] 圖11為本發(fā)明用于含Cr ( VI)廢水處理后六價鉻還原去除率變化示意圖；
[0028] 圖12為本發(fā)明的另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0029] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明：
[0030] 實施例一
[0031] 如圖2和圖3所示的水力噴射空氣旋流器，包括空氣旋流器和水力噴射霧化室6， 空氣旋流器由中心排氣管4和旋流器筒體1套裝組成，中心排氣管4的上端伸出于旋流器 筒體1外，下端位置低于水力噴射霧化室6的下端，旋流器筒體1上設(shè)置有旋流口 11，通過 旋流口 11向旋流器筒體1內(nèi)輸入壓縮氣體，壓縮氣體在旋流器筒體1內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，形成氣 體旋流場，旋流器筒體1上部分的外圍有一個圓柱狀外夾套9,與旋流器筒體1的外壁連接 構(gòu)成水力噴射霧化室6,與其相連接的這部分旋流器筒體1的外壁上從上到下開有多個噴 孔2,水力噴射霧化室6上部設(shè)置有進液口 10。
[0032] 如圖2所示，所述旋流器筒體1由圓柱段筒體Ia和內(nèi)徑逐漸減小形成的圓錐段筒 體Ib組成，圓柱段筒體Ia的內(nèi)徑D為d mm。旋流器筒體1的總長度H為4d~5d mm。圓 錐段筒體Ib的長度Η。為2d~2. 5d mm。圖5為柱錐結(jié)合型（a)和柱形（b)兩種旋流器 的脫氨傳質(zhì)效率的對比圖，從該對比圖中可以得出將旋流器的分離空間設(shè)計為柱錐結(jié)合型 時，旋流器具有更好的氣液傳質(zhì)效率。
[0033] 如圖2所示，圓柱狀外夾套9的內(nèi)徑Dtl為d+40~d+60mm。旋流口 11布置在圓 柱段筒體Ia的上部，且旋流口 11的口部呈長方形，其長度b為0.4d~0. 5d mm，寬度a為 0. 2d~0. 3d mm。圓錐段筒體Ib的下端具有底流口 12,該底流口 12的直徑Dd為0. 3d~ 0. 5d mm，在底流口 12處設(shè)有閥門。
[0034] 如圖2所示，中心排氣管4的直徑DA 0. 5d~0. 6d mm。圖6的（a)為中心排氣 管直徑對水力噴射空氣旋流器脫氨單位壓降傳質(zhì)效果影響的對比圖，從該對比圖中可以得 出，將中心排氣管4的直徑D x設(shè)計為0. 5d~0. 6d mm時，水力噴射空氣旋流器具有最佳的 能效，即單位壓降脫氨效率最高。
[0035] 如圖2所述，中心排氣管的插入深度S為0.