專利名稱：一種霧化降溫噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于石油化工設(shè)備、煤化工設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種霧化降溫噴嘴。
背景技術(shù)：
在石化廠催化裂化裝置和煤化工工藝過(guò)程、煙氣或合成氣的溫度高達(dá)600-110(TC，操作不正常時(shí)還會(huì)更高。高溫?zé)煔饣蚝铣蓺獾慕禍厥亲畛Ｒ?jiàn)的技術(shù)問(wèn)題。降溫不僅是工藝過(guò)程的要求，也是保護(hù)設(shè)備安全運(yùn)行所必須的措施之 通常，氣體降溫多采用管殼式換熱冷卻設(shè)備，但因氣體的膜傳熱系數(shù)很低，或因工藝要求溫降不大，而管殼式換熱冷卻設(shè)備卻往往很龐大昂貴；同時(shí)高溫下?lián)Q熱冷卻設(shè)備的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)和磨損問(wèn)題導(dǎo)致設(shè)備的使用壽命也較短，經(jīng)濟(jì)上不合算。為此可采用直接噴水的方法來(lái)降溫。目前采用的直接噴水降溫的設(shè)備簡(jiǎn)單，也便于調(diào)節(jié)，但效果并不理想。當(dāng)工藝設(shè)備容積較大時(shí)，直接噴水造成容器內(nèi)溫度分布不均，對(duì)工藝過(guò)程不利；有時(shí)需要較大的噴水量才能控制溫度，但這種高溫容器內(nèi)部多帶有隔熱襯里或其它金屬內(nèi)件，大量的水噴入，經(jīng)常損壞這些內(nèi)構(gòu)件，造成系統(tǒng)無(wú)法操作。 現(xiàn)有技術(shù)中，專利號(hào)為ZL 99223793. 9的專利文件提供了一種低壓旋流油霧化噴嘴，這種噴嘴主要用于燃燒器霧化噴頭，其存在以下不足噴液霧化粒度較小，但液體分布不均；由于旋流片槽道很小，極易堵塞，只適用于干凈的液體霧化；耗氣量較大，否則霧化不好。 專利號(hào)為ZL 200720116506. 4的專利文件提供了一種氣流式噴嘴，其噴射角很小，而噴射長(zhǎng)度較大，尺寸放大后空心現(xiàn)象嚴(yán)重，因此不宜作為設(shè)備內(nèi)部的降溫使用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種用于石化廠FCC裝置和煤化工工藝過(guò)程大于50(TC的煙氣或合成氣的降溫，降溫效果好并對(duì)工藝操作無(wú)不利影響，同時(shí)對(duì)設(shè)備沒(méi)有損害，另外，滿足結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)、耗水量低、無(wú)污染的要求。 本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 —種霧化降溫噴嘴，包括旋流噴頭1、旋流芯片2、進(jìn)水管3、進(jìn)氣管4、氣體進(jìn)口 5、進(jìn)水口 6和噴孔7。 所述旋流芯片2鑲嵌在所述進(jìn)水管3內(nèi)部下端，采用實(shí)心霧化旋流芯片，使液粒均勻地覆蓋整個(gè)噴射面上。 所述噴嘴采用切向旋流進(jìn)氣的霧化結(jié)構(gòu)，即在所述旋流噴頭1內(nèi)開(kāi)有一組氣體旋流孔10，所述氣體旋流孔10與所述進(jìn)氣管4相連通，氣體經(jīng)過(guò)所述氣體旋流孔10切向噴入所述旋流噴頭1。[0011] 在具體實(shí)施中 所述旋流噴頭1包括球頭12、球頭12里面有噴孔7、氣體旋流孔10、旋流室11 ;[0013] 所述旋流室11上部分別與所述進(jìn)水管3和進(jìn)氣管相連通形成一個(gè)能夠抗高溫和 高壓整體結(jié)構(gòu)； 所述旋流芯片2位于所述進(jìn)水管3與旋流室11之間。 所述旋流芯片2包括雙向空間交叉的旋流面8和內(nèi)旋流槽9 ;所述旋流面8與所 述進(jìn)水管3的管壁形成螺旋形的流通道。 所述旋流噴頭1包括球頭12、旋流室11、噴孔7和氣體旋流孔10。 所述旋流室11開(kāi)在所述球頭12內(nèi)。 所述旋流室11上部與所述進(jìn)水管3相連通，所述旋流芯片2位于所述進(jìn)水管3與 旋流室11之間。 所述氣體旋流孔10呈切向并對(duì)稱布局在所述旋流室11兩側(cè)，氣體從進(jìn)氣管4通 過(guò)所述氣體旋流孔10射入所述旋流室ll，在所述旋流室11內(nèi)與從進(jìn)水管進(jìn)入的水混合； 所述氣體旋流孔10與所述旋流芯片2的旋流方向一致。所述氣體旋流孔10的孔徑FA由 氣體量的大小確定， 一般大于2mm。 所述噴孔7位于所述旋流室11下部，混合后的水和氣體經(jīng)過(guò)噴孔7噴出所述噴 嘴。所述噴孔7的孔徑FB由水量大小和工藝壓降要求來(lái)確定，一般大于3mm。 所述噴嘴的工作原理是水從進(jìn)水口 6流入，經(jīng)進(jìn)水管3進(jìn)入旋流芯片2，經(jīng)旋轉(zhuǎn) 加速流入旋流噴頭1的旋流室11 ;氣體由氣體進(jìn)口 5導(dǎo)入，流經(jīng)進(jìn)氣管4，再經(jīng)氣體旋流孔 10切向噴入旋流噴頭1的旋流室11并與水混合。由于氣體旋流方向與水旋流方向相同， 氣、水混合在旋流噴頭1內(nèi)加速旋轉(zhuǎn)，最后經(jīng)噴孔7噴出。 所述旋流芯片2是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的核心構(gòu)件。由于它的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，使噴出的液 體呈實(shí)心均勻分布，且霧化粒度較細(xì)。同時(shí)，旋流芯片的液體流通面積很大，約為水管截面 積的60 %左右，為水管截面積的55-75% ，優(yōu)選55-65% ，最優(yōu)選60 % 。不易受到水中雜物 的堵塞，對(duì)水質(zhì)的要求不嚴(yán)。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是 (1)獨(dú)特結(jié)構(gòu)的旋流芯片使液粒均勻地覆蓋整個(gè)噴射面上，降溫效果好； (2)旋流進(jìn)氣結(jié)構(gòu)將水霧化成很細(xì)的微粒，降溫快速且不會(huì)損壞設(shè)備內(nèi)構(gòu)件； (3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，利用了水的汽化潛熱，耗水量很少，無(wú)污染； (4)霧化氣體量?jī)H為用水量的1_5%，強(qiáng)化了水的霧化作用，同時(shí)當(dāng)工藝氣體中帶 有一定量細(xì)粉(如煤灰、催化劑細(xì)粉)時(shí)，噴水停止后能防止粉塵微粒進(jìn)入噴嘴堵塞噴射 孔； (5)由于旋流噴頭與進(jìn)水管、進(jìn)氣管采用了焊接整體結(jié)構(gòu)，能夠抗高溫、高壓，使用 壽命較長(zhǎng)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述


圖1是本實(shí)用新型提供的霧化降溫噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖 圖2是本實(shí)用新型提供的霧化降溫噴嘴旋流芯片結(jié)構(gòu)示意圖 圖3是本實(shí)用新型提供的霧化降溫噴嘴旋流芯片實(shí)心霧化液分布圖 圖4是本實(shí)用新型提供的霧化降溫噴嘴旋流噴頭結(jié)構(gòu)圖
4[0034] 圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的氣化爐霧化降溫噴嘴安裝圖具體實(shí)施方式如
圖1所示，一種霧化降溫噴嘴，包括旋流噴頭1、旋流芯片2、進(jìn)水管3、進(jìn)氣管4、 氣體進(jìn)口 5、進(jìn)水口 6和噴孔7。 所述旋流芯片2鑲嵌在所述進(jìn)水管3內(nèi)部下端，采用實(shí)心霧化旋流芯片，使液粒均 勻地覆蓋整個(gè)噴射面上。 所述噴嘴采用切向旋流進(jìn)氣的霧化結(jié)構(gòu)，即在所述旋流噴頭1內(nèi)開(kāi)有一組氣體旋 流孔10 (如圖4所示)，所述氣體旋流孔10與所述進(jìn)氣管4相連通，氣體經(jīng)過(guò)所述氣體旋流 孔10切向噴入所述旋流噴頭1。 如圖2所示，所述旋流芯片2包括雙向空間交叉的旋流面8和內(nèi)旋流槽9 ;所述旋 流面8是兩個(gè)雙向空間交叉的斜面，與所述進(jìn)水管3的管壁形成螺旋形的液體流通道，將液 體旋轉(zhuǎn)、加速。改變旋流面8與水平面之間的夾角a ，就可改變噴頭的噴射角。內(nèi)流槽9起 到了均布霧化液體的作用。與普通旋流器不同的是，普通旋流器噴出的液體呈空心環(huán)，而所 述旋流芯片2噴出的液體呈實(shí)心圓，充滿整個(gè)覆蓋面，如圖3所示。 如圖4所示，所述旋流噴頭1包括球頭12、旋流室11、噴孔7和氣體旋流孔10。 所述旋流室11開(kāi)在所述球頭12內(nèi)。 所述旋流室11上部與所述進(jìn)水管3相連通，所述旋流芯片2位于所述進(jìn)水管3與 旋流室11之間。 所述氣體旋流孔10呈切向并對(duì)稱布局在所述旋流室11兩側(cè)，氣體從進(jìn)氣管4通 過(guò)所述氣體旋流孔10射入所述旋流室ll，在所述旋流室11內(nèi)與從進(jìn)水管進(jìn)入的水混合； 所述氣體旋流孔10與所述旋流芯片2的旋流方向一致，氣體依靠壓降擴(kuò)張作用，強(qiáng)化了液 體的展膜和粉碎，使噴出液體破碎后的粒度在100iim以下。 所述噴孔7位于所述旋流室11下部，混合后的水和氣體經(jīng)過(guò)噴孔7噴出所述噴
嘴。氣體旋流孔10與噴孔7的直徑由霧化水量和進(jìn)氣量的大小計(jì)算決定。 本霧化噴嘴是利用水的汽化潛熱很高，遠(yuǎn)比煙氣或其它工藝過(guò)程氣體的比熱大很
多，因此僅耗很少量的水，便使待冷卻的氣體溫度急速降低；由于噴出的液粒均細(xì)、接觸面
積和噴射角較大，且充滿整個(gè)覆蓋面，因此降溫均勻、快速、不損害設(shè)備內(nèi)構(gòu)件。 下面是在具體實(shí)施中，該實(shí)用新型的裝置所達(dá)到的效果 某化肥廠煤氣化裝置汽化爐直徑4. 2m，內(nèi)襯200m隔熱襯里。汽化爐操作溫度 IIO(TC，壓力O. 6MPa，合成氣流量37200NmVh，內(nèi)含高溫熔聚的灰粉。采用水霧化降溫技術(shù)， 將濕度降至90(TC送出汽化爐。經(jīng)計(jì)算需要水1680kg/h，選用三個(gè)霧化降溫噴嘴安裝在爐 頂，每個(gè)嘴的噴水量560kg/h，蒸化蒸汽量9kg/h，耗氣總量27kg/h。噴嘴安裝圖見(jiàn)圖5。 上述技術(shù)方案只是本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員而言， 在本實(shí)用新型公開(kāi)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，很容易做出各種類型的改進(jìn)或變形，而不僅限于本實(shí)用 新型上述具體實(shí)施方式
所描述的結(jié)構(gòu)。因此，上述實(shí)施例描述的方式只是優(yōu)選結(jié)構(gòu)，而并不 具有限制性的意義。
權(quán)利要求一種霧化降溫噴嘴，包括旋流噴頭[1]、旋流芯片[2]、進(jìn)水管[3]、進(jìn)氣管[4]、氣體進(jìn)口[5]、進(jìn)水口[6]和噴孔[7]，其特征在于所述旋流芯片[2]鑲嵌在所述進(jìn)水管[3]內(nèi)部下端，采用實(shí)心霧化旋流芯片，使液粒均勻地覆蓋整個(gè)噴射面上；所述霧化降溫噴嘴采用切向旋流進(jìn)氣的霧化結(jié)構(gòu)，即在所述旋流噴頭[1]內(nèi)開(kāi)有一組氣體旋流孔[10]，所述氣體旋流孔[10]與所述進(jìn)氣管[4]相連通，氣體經(jīng)過(guò)所述氣體旋流孔[10]切向噴入所述旋流噴頭[1]。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧化降溫噴嘴，其特征在于所述旋流芯片[2]包括雙向空間交叉的旋流面[8]和內(nèi)旋流槽[9];所述旋流面[8]與所述進(jìn)水管[3]的管壁形成螺旋形的流通道。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的霧化降溫噴嘴，其特征在于所述旋流噴頭[1]包括球頭[12]、球頭[12]里面有噴孔[7]、氣體旋流孔[10]、旋流室[11];所述旋流室[11]上部分別與所述進(jìn)水管[3]和進(jìn)氣管相連通形成一個(gè)能夠抗高溫和高壓整體結(jié)構(gòu)；所述旋流芯片[2]位于所述進(jìn)水管[3]與旋流室[11]之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的霧化降溫噴嘴，其特征在于所述氣體旋流孔[10]呈切向并對(duì)稱布局在所述旋流室[11]兩側(cè)，氣體從進(jìn)氣管[4]通過(guò)所述氣體旋流孔[10]射入所述旋流室[ll]，在所述旋流室[11]內(nèi)與從進(jìn)水管[3]進(jìn)入的水混合；所述氣體旋流孔[10]與所述旋流芯片[2]的旋流方向一致。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的霧化降溫噴嘴，其特征在于所述噴孔[7]位于所述旋流室[11]下部，混合后的水和氣體經(jīng)過(guò)噴孔[7]噴出所述的霧化降溫噴嘴，形成呈實(shí)心的霧化液粒。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的霧化降溫噴嘴，其特征在于所述氣體旋流孔[10]的孔徑大于2mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的霧化降溫噴嘴，其特征在于所述的噴孔[7]的孔徑大于3mm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的霧化降溫噴嘴，其特征在于 >所述的旋流芯片[2]的液體流通面積為進(jìn)水管[3]截面積的55-75%。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的霧化降溫噴嘴，其特征在于所述噴孔[7]的孔徑大于3mm ;所述的旋流芯片[2]的液體流通面積為進(jìn)水管[3]截面積的55-65%。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的霧化降溫噴嘴，其特征在于所述的旋流芯片[2]的液體流通面積為進(jìn)水管[3]截面積的60%。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種霧化降溫噴嘴，屬于石油化工設(shè)備、煤化工設(shè)備領(lǐng)域。本實(shí)用新型包括旋流噴頭、旋流芯片、進(jìn)水管、進(jìn)氣管、氣體進(jìn)口、進(jìn)水口和噴孔；采用了實(shí)心霧化旋流芯片，使液粒均勻地覆蓋整個(gè)噴射面上；采用了切向旋流進(jìn)氣的霧化結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化了液體的展膜和破碎。本裝置用于石化廠FCC裝置和煤化工工藝過(guò)程大于500℃的煙氣或合成氣的降溫，降溫效果好并對(duì)工藝操作無(wú)不利影響，同時(shí)對(duì)設(shè)備沒(méi)有損害，另外，滿足結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)、耗水量低、無(wú)污染的要求。
文檔編號(hào)B05B7/02GK201529588SQ20092010891
公開(kāi)日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2009年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月11日
發(fā)明者于力, 馮清曉, 張榮克, 張蓉生, 戴建華, 戴敏, 戴文松, 王芳, 閆濤 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工集團(tuán)公司;中國(guó)石化工程建設(shè)公司;無(wú)錫市石油化工設(shè)備有限公司