專(zhuān)利名稱(chēng)：可控粒徑瀝青殘?jiān)鼑婌F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(jī)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(jí)分離工藝中瀝青殘?jiān)膰婌F造粒和分離過(guò)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(jí)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?jiān)鼑婌F造粒，以便后續(xù)的處理和應(yīng)用。由于后續(xù)應(yīng)用場(chǎng)合不同，對(duì)瀝青和膠質(zhì)等殘?jiān)w粒的粒徑有不同要求，本發(fā)明提出一種瀝青殘?jiān)鼑婌F造粒進(jìn)料噴嘴，能夠控制噴霧粒徑的大小，從而可以控制生成的瀝青顆粒的粒徑。

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(jìn)料噴嘴。該噴嘴結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(kuò)散和剪切作用，可以控制噴霧過(guò)程噴霧液滴的粒徑大小，從而控制造粒過(guò)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(jiǎn)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(guò)程產(chǎn)生的顆粒直徑，滿(mǎn)足后續(xù)應(yīng)用過(guò)程的需要。 本發(fā)明解決這個(gè)技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是在噴嘴內(nèi)部，設(shè)計(jì)了新型的可以使物料產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的內(nèi)構(gòu)件，在噴嘴內(nèi)產(chǎn)生不同強(qiáng)度的旋轉(zhuǎn)，控制物料的擴(kuò)散以及與周?chē)橘|(zhì)的剪切作用，從而控制霧化過(guò)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(guò)程，不增加過(guò)程的操作難度，在噴霧造粒系統(tǒng)不增加任何其他設(shè)備。 本實(shí)用新型包括一種可控粒徑瀝青殘?jiān)鼑婌F造粒噴嘴，在噴嘴內(nèi)部，設(shè)計(jì)了新型的可以使物料產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的內(nèi)構(gòu)件物料旋流器(2)，在噴嘴內(nèi)產(chǎn)生不同強(qiáng)度的旋轉(zhuǎn)，控制物料的擴(kuò)散以及與周?chē)橘|(zhì)的剪切作用，從而控制霧化過(guò)程產(chǎn)生的液滴粒徑和所產(chǎn)生的固體顆粒的粒徑。 所述的可控粒徑瀝青殘?jiān)鼑婌F造粒噴嘴中，噴頭(1)頂部開(kāi)有噴口 (IO)，噴口的直徑為D1，長(zhǎng)度為L(zhǎng)1 ;噴頭(1)底部與進(jìn)料管3連接，噴頭(1)中間有圓柱形空腔，空腔的直徑為D2，長(zhǎng)度為L(zhǎng)2。其中噴口 (10)的長(zhǎng)度L1的范圍在0.3D1 20D1，空腔的直徑D2的變化范圍在1. 1D1 IODI，空腔的長(zhǎng)度L2的范圍在2D1 50Dl。 所述的可控粒徑瀝青殘?jiān)鼑婌F造粒噴嘴中，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(gè)旋流腔(9)，旋流腔(9)上開(kāi)有兩個(gè)切向通道(8);下部有一個(gè)流體分配腔(6)，流體分配腔(6)上開(kāi)有兩個(gè)徑向通道(5);物料旋流器(2)兩側(cè)各銑去b3高的部分形成兩個(gè)平面。 所述的可控粒徑瀝青殘?jiān)鼑婌F造粒噴嘴中，物料旋流器(2)的直徑D2變化范圍在1. 1D1 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 20Dl，旋流腔(9)的深度H1的變化范圍在1. 5D1 20Dl ;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 20Dl，流體分配腔(6)的深度H2的變化范圍在1. 5D1 20Dl，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 ;物料旋流器(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. 1D1 IODI。 所述的可控粒徑瀝青殘?jiān)鼑婌F造粒噴嘴中，進(jìn)料管(3)的頂部與噴頭(1)的底部通過(guò)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。

本實(shí)用新型涉及的新型噴霧造粒噴嘴結(jié)構(gòu)如圖所示 圖1是本實(shí)用新型的噴霧造粒噴嘴組合圖。[0012] 圖2是本實(shí)用新型的噴霧造粒塔噴霧噴嘴噴頭圖。[0013] 圖3是本實(shí)用新型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(jìn)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 。[0015] 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(jìn)料管(3)組成。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明噴嘴的工作過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。 參考圖l，本實(shí)用新型包括一種可控粒徑的噴霧造粒噴嘴，在噴嘴內(nèi)部，設(shè)計(jì)了新型的可以使物料產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的內(nèi)構(gòu)件物料旋流器(2)，在噴嘴內(nèi)產(chǎn)生不同強(qiáng)度的旋轉(zhuǎn)，控制物料的擴(kuò)散以及與周?chē)橘|(zhì)的剪切作用，從而控制霧化過(guò)程產(chǎn)生的液滴粒徑和所產(chǎn)生的固體顆粒的粒徑。 參考圖l和圖2，噴頭(1)頂部開(kāi)有噴口 (10)，噴口的直徑為D1，長(zhǎng)度為L(zhǎng)1 ;噴頭(1)底部與進(jìn)料管(3)連接，噴頭(1)中間有圓柱形空腔，空腔的直徑為D2，長(zhǎng)度為L(zhǎng)2。其中噴口 (10)的長(zhǎng)度Ll的范圍在O. 3D1 20D1，空腔的直徑D2的變化范圍在1. 1D1 10D1，空腔的長(zhǎng)度L2的范圍在2D1 50Dl。 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(gè)旋流腔(9)，旋流腔(9)上開(kāi)有兩個(gè)切向通道(8);下部有一個(gè)流體分配腔(6)，流體分配腔(6)上開(kāi)有兩個(gè)徑向通道(5);物料旋流器(2)兩側(cè)各銑去b3高的部分形成兩個(gè)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. 1D1 10Dl，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 20Dl，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O. 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 20Dl，流體分配腔(6)的深度H2的變化范圍在1. 5D1 20Dl，徑向通道(5)的寬度b2的范圍在O. 2D1 5D1，徑向通道(5)的深度的變化范圍在1. 5D1 20D1 ;物料旋流器(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. 1D1 10Dl。[0021] 參考圖l，進(jìn)料管(3)的頂部與噴頭(1)的底部通過(guò)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。 本實(shí)用新型的可控粒徑瀝青殘?jiān)鼑婌F造粒噴嘴使用過(guò)程，例如可以是，液相溶劑與瀝青的混合物經(jīng)進(jìn)料管(3)上的噴嘴入口 4進(jìn)入物料旋流器(2)下部的流體分配腔(6)，通過(guò)流體分配腔(6)上徑向?qū)ΨQ(chēng)開(kāi)設(shè)的徑向通道(5)分流，通過(guò)直流通道(7)流入切向通道(8)，通過(guò)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(yùn)動(dòng)，在旋流腔(9)的約束作用下，旋轉(zhuǎn)收縮，通過(guò)噴口 (10)旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散噴出，混合物料在旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散作用下先形成錐形空心膜狀射流，在繼續(xù)擴(kuò)散和與周?chē)橘|(zhì)強(qiáng)烈剪切作用下，破碎成小液滴。通過(guò)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(jì)，可以控制和產(chǎn)生不同的旋流狀態(tài)，形成不同的擴(kuò)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，瀝青液滴凝固后，可以形成不同直徑的瀝青顆粒。 因此通過(guò)本實(shí)用新型噴嘴內(nèi)構(gòu)件物料旋流器(2)及噴口 (10)的設(shè)計(jì)，可以控制最終形成的瀝青顆粒的直徑，按不同的市場(chǎng)需求進(jìn)行生產(chǎn)。產(chǎn)生的瀝青顆粒直徑，可以在10 15000 iim之間調(diào)節(jié)。 對(duì)于處理量較大的場(chǎng)合，可以用多個(gè)噴嘴形成陣列進(jìn)料系統(tǒng)，可以進(jìn)行大處理量的操作，同時(shí)可以保證瀝青顆粒的直徑符合要求。此外，多個(gè)噴嘴形成陣列進(jìn)料系統(tǒng)可以組織造粒塔內(nèi)流動(dòng)的流動(dòng)狀態(tài)，形成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，利用離心力進(jìn)行瀝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(yùn)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)利要求一種可控粒徑瀝青殘?jiān)鼑婌F造粒噴嘴，其特征在于所述噴霧造粒噴嘴主要由噴頭(1)、物料旋流器(2)和進(jìn)料管(3)組成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控粒徑瀝青殘?jiān)鼑婌F造粒噴嘴，其特征在于所述的噴頭(1)頂部開(kāi)有噴口 (10)，噴口的直徑為D1，長(zhǎng)度為L(zhǎng)1 ;噴頭(1)底部與進(jìn)料管(3)連接，噴 頭(1)中間有圓柱形空腔，空腔的直徑為D2，長(zhǎng)度為L(zhǎng)2;其中噴口 (10)的長(zhǎng)度L1的范圍在0. 3D1 20D1，空腔的直徑D2的變化范圍在1. 1D1 IODI，空腔的長(zhǎng)度L2的范圍在2D1 50Dl。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控粒徑瀝青殘?jiān)鼑婌F造粒噴嘴，其特征在于所述的物料旋流器(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(gè)旋流腔(9)，旋流腔 (9)上開(kāi)有兩個(gè)切向通道(8);下部有一個(gè)流體分配腔(6)，流體分配腔(6)上開(kāi)有兩個(gè)徑 向通道(5);物料旋流器(2)兩側(cè)各銑去b3高的部分形成兩個(gè)平面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1和3所述的可控粒徑瀝青殘?jiān)鼑婌F造粒噴嘴，其特征在于所述的 物料旋流器(2)的直徑D2變化范圍在1. 1D1 10Dl，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 20Dl，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 5Dl，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 20Dl，流體分配腔(6)的深 度H2的變化范圍在1. 5D1 20Dl，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 ;物料旋流器(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O. 1D1 IODI。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控粒徑瀝青殘?jiān)鼑婌F造粒噴嘴，其特征在于所述的進(jìn)料 管(3)的頂部與噴頭(1)的底部通過(guò)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。
專(zhuān)利摘要一種可控粒徑瀝青殘?jiān)鼑婌F造粒噴嘴，其特征在于所述噴霧造粒噴嘴主要由噴頭(1)、物料旋流器(2)和進(jìn)料管(3)組成。利用內(nèi)構(gòu)件在噴嘴內(nèi)產(chǎn)生不同的旋轉(zhuǎn)效應(yīng)，控制物料的擴(kuò)散以及與周?chē)橘|(zhì)的剪切作用，從而控制霧化過(guò)程產(chǎn)生的噴霧液滴的粒徑大小粒徑和造粒過(guò)程所產(chǎn)生的固體顆粒的粒徑。
文檔編號(hào)B01J2/04GK201537476SQ200920170478
公開(kāi)日2010年8月4日 申請(qǐng)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(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京)