專利名稱：一種霧化降溫噴嘴的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于石油化工設備、煤化工設備領域，具體涉及一種霧化降溫噴嘴。
背景技術：
在石化廠催化裂化裝置和煤化工工藝過程、煙氣或合成氣的溫度高達600-110(TC，操作不正常時還會更高。高溫煙氣或合成氣的降溫是最常見的技術問題。降溫不僅是工藝過程的要求，也是保護設備安全運行所必須的措施之 通常，氣體降溫多采用管殼式換熱冷卻設備，但因氣體的膜傳熱系數很低，或因工藝要求溫降不大，而管殼式換熱冷卻設備卻往往很龐大昂貴；同時高溫下換熱冷卻設備的材質、結構和磨損問題導致設備的使用壽命也較短，經濟上不合算。為此可采用直接噴水的方法來降溫。目前采用的直接噴水降溫的設備簡單，也便于調節，但效果并不理想。當工藝設備容積較大時，直接噴水造成容器內溫度分布不均，對工藝過程不利；有時需要較大的噴水量才能控制溫度，但這種高溫容器內部多帶有隔熱襯里或其它金屬內件，大量的水噴入，經常損壞這些內構件，造成系統無法操作。 現有技術中，專利號為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，而噴射長度較大，尺寸放大后空心現象嚴重，因此不宜作為設備內部的降溫使用。
實用新型內容本實用新型的目的在于解決上述現有技術中存在的難題，提供一種用于石化廠FCC裝置和煤化工工藝過程大于50(TC的煙氣或合成氣的降溫，降溫效果好并對工藝操作無不利影響，同時對設備沒有損害，另外，滿足結構簡單、使用壽命長、耗水量低、無污染的要求。 本實用新型是通過以下技術方案實現的 —種霧化降溫噴嘴，包括旋流噴頭1、旋流芯片2、進水管3、進氣管4、氣體進口 5、進水口 6和噴孔7。 所述旋流芯片2鑲嵌在所述進水管3內部下端，采用實心霧化旋流芯片，使液粒均勻地覆蓋整個噴射面上。 所述噴嘴采用切向旋流進氣的霧化結構，即在所述旋流噴頭1內開有一組氣體旋流孔10，所述氣體旋流孔10與所述進氣管4相連通，氣體經過所述氣體旋流孔10切向噴入所述旋流噴頭1。[0011] 在具體實施中 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上部分別與所述進水管3和進氣管相連通形成一個能夠抗高溫和 高壓整體結構； 所述旋流芯片2位于所述進水管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和內旋流槽9 ;所述旋流面8與所 述進水管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開在所述球頭12內。 所述旋流室11上部與所述進水管3相連通，所述旋流芯片2位于所述進水管3與 旋流室11之間。 所述氣體旋流孔10呈切向并對稱布局在所述旋流室11兩側，氣體從進氣管4通 過所述氣體旋流孔10射入所述旋流室ll，在所述旋流室11內與從進水管進入的水混合； 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過噴孔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確定，一般大于3mm。 所述噴嘴的工作原理是水從進水口 6流入，經進水管3進入旋流芯片2，經旋轉 加速流入旋流噴頭1的旋流室11 ;氣體由氣體進口 5導入，流經進氣管4，再經氣體旋流孔 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內加速旋轉，最后經噴孔7噴出。 所述旋流芯片2是本實用新型結構的核心構件。由于它的獨特結構，使噴出的液 體呈實心均勻分布，且霧化粒度較細。同時，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% ，優選55-65% ，最優選60 % 。不易受到水中雜物 的堵塞，對水質的要求不嚴。 與現有技術相比，本實用新型的有益效果是 (1)獨特結構的旋流芯片使液粒均勻地覆蓋整個噴射面上，降溫效果好； (2)旋流進氣結構將水霧化成很細的微粒，降溫快速且不會損壞設備內構件； (3)結構簡單，利用了水的汽化潛熱，耗水量很少，無污染； (4)霧化氣體量僅為用水量的1_5%，強化了水的霧化作用，同時當工藝氣體中帶 有一定量細粉(如煤灰、催化劑細粉)時，噴水停止后能防止粉塵微粒進入噴嘴堵塞噴射 孔； (5)由于旋流噴頭與進水管、進氣管采用了焊接整體結構，能夠抗高溫、高壓，使用 壽命較長。
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述
圖1是本實用新型提供的霧化降溫噴嘴結構示意圖 圖2是本實用新型提供的霧化降溫噴嘴旋流芯片結構示意圖 圖3是本實用新型提供的霧化降溫噴嘴旋流芯片實心霧化液分布圖 圖4是本實用新型提供的霧化降溫噴嘴旋流噴頭結構圖
4[0034] 圖5是本實用新型實施例的氣化爐霧化降溫噴嘴安裝圖具體實施方式如
圖1所示，一種霧化降溫噴嘴，包括旋流噴頭1、旋流芯片2、進水管3、進氣管4、 氣體進口 5、進水口 6和噴孔7。 所述旋流芯片2鑲嵌在所述進水管3內部下端，采用實心霧化旋流芯片，使液粒均 勻地覆蓋整個噴射面上。 所述噴嘴采用切向旋流進氣的霧化結構，即在所述旋流噴頭1內開有一組氣體旋 流孔10 (如圖4所示)，所述氣體旋流孔10與所述進氣管4相連通，氣體經過所述氣體旋流 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和內旋流槽9 ;所述旋 流面8是兩個雙向空間交叉的斜面，與所述進水管3的管壁形成螺旋形的液體流通道，將液 體旋轉、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，而所 述旋流芯片2噴出的液體呈實心圓，充滿整個覆蓋面，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開在所述球頭12內。 所述旋流室11上部與所述進水管3相連通，所述旋流芯片2位于所述進水管3與 旋流室11之間。 所述氣體旋流孔10呈切向并對稱布局在所述旋流室11兩側，氣體從進氣管4通 過所述氣體旋流孔10射入所述旋流室ll，在所述旋流室11內與從進水管進入的水混合； 所述氣體旋流孔10與所述旋流芯片2的旋流方向一致，氣體依靠壓降擴張作用，強化了液 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過噴孔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氣量的大小計算決定。 本霧化噴嘴是利用水的汽化潛熱很高，遠比煙氣或其它工藝過程氣體的比熱大很
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、接觸面
積和噴射角較大，且充滿整個覆蓋面，因此降溫均勻、快速、不損害設備內構件。 下面是在具體實施中，該實用新型的裝置所達到的效果 某化肥廠煤氣化裝置汽化爐直徑4. 2m，內襯200m隔熱襯里。汽化爐操作溫度 IIO(TC，壓力O. 6MPa，合成氣流量37200NmVh，內含高溫熔聚的灰粉。采用水霧化降溫技術， 將濕度降至90(TC送出汽化爐。經計算需要水1680kg/h，選用三個霧化降溫噴嘴安裝在爐 頂，每個嘴的噴水量560kg/h，蒸化蒸汽量9kg/h，耗氣總量27kg/h。噴嘴安裝圖見圖5。 上述技術方案只是本實用新型的一種實施方式。對于本領域內的技術人員而言， 在本實用新型公開結構的基礎上，很容易做出各種類型的改進或變形，而不僅限于本實用 新型上述具體實施方式
所描述的結構。因此，上述實施例描述的方式只是優選結構，而并不 具有限制性的意義。
權利要求一種霧化降溫噴嘴，包括旋流噴頭[1]、旋流芯片[2]、進水管[3]、進氣管[4]、氣體進口[5]、進水口[6]和噴孔[7]，其特征在于所述旋流芯片[2]鑲嵌在所述進水管[3]內部下端，采用實心霧化旋流芯片，使液粒均勻地覆蓋整個噴射面上；所述霧化降溫噴嘴采用切向旋流進氣的霧化結構，即在所述旋流噴頭[1]內開有一組氣體旋流孔[10]，所述氣體旋流孔[10]與所述進氣管[4]相連通，氣體經過所述氣體旋流孔[10]切向噴入所述旋流噴頭[1]。
2. 根據權利要求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]和內旋流槽[9];所述旋流面[8]與所述進水管[3]的管壁形成螺旋形的流通道。
3. 根據權利要求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]上部分別與所述進水管[3]和進氣管相連通形成一個能夠抗高溫和高壓整體結構；所述旋流芯片[2]位于所述進水管[3]與旋流室[11]之間。
4. 根據權利要求3所述的霧化降溫噴嘴，其特征在于所述氣體旋流孔[10]呈切向并對稱布局在所述旋流室[11]兩側，氣體從進氣管[4]通過所述氣體旋流孔[10]射入所述旋流室[ll]，在所述旋流室[11]內與從進水管[3]進入的水混合；所述氣體旋流孔[10]與所述旋流芯片[2]的旋流方向一致。
5. 根據權利要求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過噴孔[7]噴出所述的霧化降溫噴嘴，形成呈實心的霧化液粒。
6. 根據權利要求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. 根據權利要求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. 根據權利要求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水管[3]截面積的55-75%。
9. 根據權利要求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水管[3]截面積的55-65%。
10. 根據權利要求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水管[3]截面積的60%。
專利摘要本實用新型提供了一種霧化降溫噴嘴，屬于石油化工設備、煤化工設備領域。本實用新型包括旋流噴頭、旋流芯片、進水管、進氣管、氣體進口、進水口和噴孔；采用了實心霧化旋流芯片，使液粒均勻地覆蓋整個噴射面上；采用了切向旋流進氣的霧化結構，強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程大于500℃的煙氣或合成氣的降溫，降溫效果好并對工藝操作無不利影響，同時對設備沒有損害，另外，滿足結構簡單、使用壽命長、耗水量低、無污染的要求。
文檔編號B05B7/02GK201529588SQ20092010891
公開日2010年7月21日 申請日期2009年6月11日 優先權日2009年6月11日
發明者于力, 馮清曉, 張榮克, 張蓉生, 戴建華, 戴敏, 戴文松, 王芳, 閆濤 申請人:中國石油化工集團公司;中國石化工程建設公司;無錫市石油化工設備有限公司