專利名稱：瀝青殘渣造粒多級相變噴霧造粒噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油化工設(shè)備，特別是涉及一種噴霧造粒塔的閃蒸噴霧造粒噴嘴。
背景技術(shù)：
在重油新加工工藝——重油超臨界梯級萃取分離工藝中，脫瀝青油等優(yōu)質(zhì)組分分 離之后，需將剩余的瀝青和膠質(zhì)等殘渣進(jìn)行閃蒸噴霧造粒，以便后續(xù)的處理和應(yīng)用。由于超 臨界流體壓力很高，在噴霧造粒過程中，一次閃蒸霧化由于壓力驟然降低，溶劑汽化，氣體 體積膨脹劇烈，所形成的瀝青顆粒組織疏松，密度過低，為瀝青顆粒的儲藏運(yùn)輸帶來困難。 因此需要開發(fā)出新的噴霧造粒噴嘴，能夠控制氣體的膨脹速度，以形成質(zhì)地密實(shí)，密度較大 的瀝青固體顆粒，目前尚無成熟技術(shù)能夠解決這一問題。

發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的噴霧造粒系統(tǒng)由于超臨界噴霧造粒過程壓力很高，一次閃蒸霧
化由于壓力驟然降低，溶劑汽化，氣體體積膨脹劇烈，所形成的瀝青顆粒組織疏松，密度過
低，為瀝青顆粒的儲藏運(yùn)輸帶來困難的問題，本發(fā)明提出一種多級相變閃蒸霧化噴嘴，通過
所設(shè)計的新結(jié)構(gòu)，在噴嘴內(nèi)部形成多級相變過程，控制傳質(zhì)與傳熱速率，抑制氣體的膨脹速
度，可以形成質(zhì)地密實(shí)，密度較大的瀝青固體顆粒，便于瀝青顆粒的儲藏和運(yùn)輸。 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，
可以形成質(zhì)地密實(shí)，密度較大的瀝青固體顆粒，便于瀝青顆粒的儲藏和運(yùn)輸，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)計了兩級噴口，在 兩級噴口之間，設(shè)置了一個節(jié)流膨脹腔，采用兩級噴口直徑的不同比例，可以控制節(jié)流膨脹 腔內(nèi)的壓力。根據(jù)超臨界流體的熱力學(xué)條件，節(jié)流膨脹腔內(nèi)的壓力可以設(shè)置為噴嘴入口壓 力與出口壓力之間的一個壓力，將原來一次霧化分為兩次霧化，原先一次壓力驟降的過程 分為兩次壓力降低的過程，減小每次壓力降低的幅度，延緩溶劑汽化和膨脹的速度，從而產(chǎn) 生密度較大的瀝青固體顆粒。這項(xiàng)可以控制所產(chǎn)生的固體顆粒密度的噴霧造粒技術(shù)，不增 加過程的操作難度，除了噴嘴外，在噴霧造粒系統(tǒng)不增加任何其他設(shè)備。 本實(shí)用新型包括一種瀝青殘渣造粒多級相變噴霧造粒噴嘴，在噴嘴內(nèi)部，設(shè)計有 一級噴口 (4)和二級噴口 (2)，在兩級噴口之間，設(shè)置了一個節(jié)流膨脹腔(3)，采用兩級噴口 直徑的不同比例，可以控制節(jié)流膨脹腔內(nèi)的壓力。 所述的瀝青殘渣造粒多級相變噴霧造粒噴嘴中，二級噴口 (2)為圓柱形，直徑為 dl，高度為bl， bl的變化范圍為0. 2dl 50. 0dl。 所述的瀝青殘渣造粒多級相變噴霧造粒噴嘴中，節(jié)流膨脹腔(3)是一個圓柱形空 腔，直徑為d2，高度為b2，前部與二級噴口 (2)相聯(lián)，后部與一級噴口 (4)相聯(lián)；其中，d2的 變化范圍為0. ldl 20. 0dl， b2的變化范圍為1. 0dl 100. 0dl。 所述的瀝青殘渣造粒多級相變噴霧造粒噴嘴中，一級噴口 (4)為圓柱形，直徑為d3，高度為b3， d3的變化范圍為0. ldl-5. 0dl， b3的變化范圍為0. 2dl 50. 0dl。 所述的瀝青殘渣造粒多級相變噴霧造粒噴嘴中，噴嘴入口 (5)的內(nèi)徑d4的變化范
圍為1. 5dl 20. 0dl。

本實(shí)用新型涉及的瀝青殘渣造粒多級相變噴霧造粒噴嘴的結(jié)構(gòu)如圖1所示。 圖中1—噴嘴，2——二級噴口，3——節(jié)流膨脹腔，4——一級噴口，5——噴嘴 入口。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明噴嘴的工作過程進(jìn)行說明。 參考圖l，在噴嘴內(nèi)部，設(shè)計有一級噴口 (4)和二級噴口 (2)，在兩級噴口之間，設(shè) 置了一個節(jié)流膨脹腔(3)，采用兩級噴口直徑的不同比例，可以控制節(jié)流膨脹腔內(nèi)的壓力。 二級噴口 (2)為圓柱形，直徑為dl，高度為bl，bl的變化范圍為0. 2dl 50. 0dl。節(jié)流膨脹 腔(3)，是一個圓柱形空腔，直徑為d2，高度為b2，前部與二級噴口 (2)相聯(lián)，后部與一級噴 口 (4)相聯(lián)；其中，d2的變化范圍為O. ldl 20. 0dl，b2的變化范圍為l.Odl 100. 0dl。 一級噴口 (4)為圓柱形，直徑為d3，高度為b3，d3的變化范圍為0. ldl-5. 0dl，b3的變化范 圍為0. 2dl 50. 0dl。噴嘴入口 (5)為圓柱形，入口內(nèi)徑d4的變化范圍為1. 5dl 20. 0dl。 本實(shí)用新型的多級相變噴霧造粒噴嘴使用過程，例如可以是，液相溶劑與瀝青殘 渣的液相混合物經(jīng)噴嘴入口 (5)進(jìn)入多級相變噴霧造粒噴嘴(l)，混合物料通過一級噴口 (4)噴入節(jié)流膨脹腔(3)，壓力初步降低，一部分液相溶劑發(fā)生汽化，同時在節(jié)流膨脹腔(3) 中混合物液體和氣相溶劑一起向一級噴口 (2)流動，在此期間，由于溶劑汽化和體積膨脹 速度受到節(jié)流膨脹腔3的抑制，液相瀝青可以修復(fù)汽化溶劑在瀝青中形成的小孔穴，質(zhì)地 較為致密，然后氣相溶劑以及液相溶劑和瀝青殘渣經(jīng)過二級噴口 (2)噴出，溶劑汽化體積 膨脹，液相瀝青被霧化成小液滴。由于溶劑汽化并且體積膨脹，系統(tǒng)溫度降低，瀝青液滴凝 固成為固體顆粒。由于將原先一次霧化，壓力一次驟然降低的過程分為兩次降壓過程，控制 了傳質(zhì)與傳熱速率，壓力降低較為緩慢，溶劑汽化和體積膨脹的速度降低，瀝青的質(zhì)地較為 密實(shí)，從而可以形成密度較大的瀝青顆粒。 —級噴口 (4)和二級噴口 (2)直徑的比例，以及節(jié)流膨脹腔(3)的直徑和長度的 變化，可以調(diào)節(jié)節(jié)流膨脹腔(3)內(nèi)的壓力，并且可以控制一級霧化后的混合物流體在節(jié)流 膨脹腔3內(nèi)的停留時間，以便液相瀝青修復(fù)由于溶劑汽化形成的微小孔穴，得到質(zhì)地較為 密實(shí)的瀝青和密度較大的瀝青顆粒。 采用本實(shí)用新型提出的多級相變噴霧造粒噴嘴，可以控制閃蒸霧化過程中的傳質(zhì) 與傳熱速率，控制氣相介質(zhì)的膨脹速度，可以產(chǎn)生密度較大的瀝青顆粒，為瀝青顆粒的儲藏 運(yùn)輸以及后續(xù)瀝青顆粒的應(yīng)用帶來便利。 本發(fā)明提出的多級相變噴霧造粒噴嘴，可以用于所有的壓力噴霧造粒場所。
權(quán)利要求一種瀝青殘渣造粒多級相變噴霧造粒噴嘴，在噴嘴內(nèi)部，設(shè)計有一級噴口(4)和二級噴口(2)，在兩級噴口之間，設(shè)置了一個節(jié)流膨脹腔(3)，采用兩級噴口直徑的不同比例，可以控制節(jié)流膨脹腔內(nèi)的壓力。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青殘渣造粒多級相變噴霧造粒噴嘴，其特征在于所述的 二級噴口 (2)為圓柱形，直徑為dl，高度為bl，bl的變化范圍為0.2dl 50.0dl。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青殘渣造粒多級相變噴霧造粒噴嘴，其特征在于所述的 節(jié)流膨脹腔(3)是一個圓柱形空腔，直徑為d2，高度為b2，前部與二級噴口 (2)相聯(lián)，后部 與一級噴口 (4)相聯(lián)；其中，d2的變化范圍為0. ldl 20. 0dl， b2的變化范圍為1. 0dl 跳0dl。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青殘渣造粒多級相變噴霧造粒噴嘴，其特征在于所述的一級噴口 (4)為圓柱形，直徑為d3，高度為b3，d3的變化范圍為0. ldl-5.0dl，b3的變化范 圍為0. 2dl 50. 0dl。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青殘渣造粒多級相變噴霧造粒噴嘴，其特征在于所述的 噴嘴入口 (5)的內(nèi)徑d4的變化范圍為1.5dl 20.0dl。
專利摘要一種瀝青殘渣造粒多級相變噴霧造粒噴嘴，在噴嘴內(nèi)部，設(shè)計有一級噴口(4)和二級噴口(2)，在兩級噴口之間，設(shè)置了一個節(jié)流膨脹腔(3)，采用兩級噴口直徑的不同比例，可以控制節(jié)流膨脹腔內(nèi)的壓力。在噴嘴內(nèi)部可以形成多級相變過程，能夠控制溶劑汽化及氣體的膨脹速度，可以形成質(zhì)地密實(shí)，密度較大的瀝青固體顆粒，便于瀝青顆粒的儲藏和運(yùn)輸。
文檔編號C10C3/14GK201519569SQ20092017047
公開日2010年7月7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)