一種液體壓力噴嘴的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種石油煉制與化工設(shè)備的內(nèi)構(gòu)件，具體來說是涉及一種液體壓力噴嘴。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油煉制與化工行業(yè)的烷基化反應(yīng)器中，要求實現(xiàn)兩種液體物料(液態(tài)濃硫酸與異丁烷)的充分混合與分布。兩種液體的物化特性不盡相同，尤其是互不相溶；要實現(xiàn)它們之間的混合與分布，現(xiàn)階段主要使用靜態(tài)混合器、纖維膜或機械攪拌器。但使用靜態(tài)混合器、纖維膜或機械攪拌器存在有以下幾個問題:(I)靜態(tài)混合器、纖維膜的混合深度不夠、混合效果較差，且阻力較大；(2)機械攪拌器可以實現(xiàn)深度混合，但是能耗較大；同時作為動設(shè)備，機械攪拌器易于發(fā)生故障、停工的幾率相對較大。
[0003]在石油煉制與化工行業(yè)的很多反應(yīng)器中，廣泛地使用著各種噴嘴。噴嘴主要有兩大類:液體壓力噴嘴和氣液噴嘴。其中，液體壓力噴嘴利用液體壓力能的轉(zhuǎn)換，使液體從噴嘴噴射出時形成高速液體噴射薄膜，達(dá)成微滴霧化；這方面的例子有《化學(xué)工程與裝備》雜志2008年第2期刊登的“旋渦壓力噴嘴的霧化特性”一文所述的噴嘴。但現(xiàn)有的液體壓力噴嘴都是用于單液體的霧化，不能用于烷基化反應(yīng)器中以進行兩種液體(液態(tài)濃硫酸與異丁烷)的混合與分布。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種液體壓力噴嘴，以解決烷基化反應(yīng)器使用現(xiàn)有的靜態(tài)混合器、纖維膜或機械攪拌器進行液態(tài)濃硫酸與異丁烷的混合與分布時分別存在的混合深度不夠、阻力較大、易于發(fā)生故障等問題，以及現(xiàn)有的液體壓力噴嘴不能用于烷基化反應(yīng)器中以進行兩種液體(液態(tài)濃硫酸與異丁烷)混合與分布的問題。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種液體壓力噴嘴，設(shè)有主體管，主體管內(nèi)設(shè)有主體管內(nèi)腔，主體管底部的出口端設(shè)有圓錐形的噴嘴出口，其特征在于:主體管內(nèi)腔由上部的圓柱形內(nèi)腔和下部的倒置圓錐形內(nèi)腔組成，液體壓力噴嘴設(shè)有兩根入口管，兩根入口管分別設(shè)于主體管側(cè)面相向的兩側(cè)，每根入口管的出口端設(shè)有一個入口管內(nèi)孔，入口管內(nèi)孔沿圓柱形內(nèi)腔的切向與圓柱形內(nèi)腔連通，兩個入口管內(nèi)孔的出口分別位于圓柱形內(nèi)腔側(cè)面相向的兩側(cè)，圓柱形內(nèi)腔的頂端封閉并設(shè)有擾流元件，倒置圓錐形內(nèi)腔的底端與噴嘴出口的頂端之間設(shè)有喉道，噴嘴出口的圓錐面上繞主體管的軸心線設(shè)有擾流槽。
[0006]采用本發(fā)明，具有如下的有益效果:本發(fā)明的液體壓力噴嘴(簡稱為噴嘴)通過旋流和擾流等方式，可以實現(xiàn)液態(tài)濃硫酸與異丁烷的深度混合、霧化，混合效果較好；噴嘴壓降(即阻力)較小、能耗低，并可使混合后的液體均勻分布。噴嘴的結(jié)構(gòu)簡單牢固、安裝方便，沒有運動部件、不容易發(fā)生故障。詳見本發(fā)明說明書【具體實施方式】部分對本發(fā)明液體壓力噴嘴的結(jié)構(gòu)與操作過程的說明。
[0007]本發(fā)明液體壓力噴嘴主要用于烷基化反應(yīng)器中，用于兩種互不相溶且不含固體顆粒物的液體(液態(tài)濃硫酸與異丁烷)的混合、霧化及分布。其可靠性高、穩(wěn)定性好、磨損較小、高溫運行中不易變形，在檢修時基本上不需要更換；可以長期安全平穩(wěn)地運行、避免非計劃停工。采用本發(fā)明，由于可以使兩種液體的混合傳質(zhì)效率較高、反應(yīng)效率較高，因此可以使烷基化反應(yīng)器的利用率較高，從而降低設(shè)備投資。
[0008]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明。附圖和【具體實施方式】并不限制本發(fā)明要求保護的范圍。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明液體壓力噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是圖1中的B—B剖視圖。
[0011]圖3是本發(fā)明液體壓力噴嘴中一種喉道的放大示意圖。
[0012]圖4是圖1中的A-A剖視圖，擾流元件為繞主體管的軸心線按輻射狀均勻設(shè)置的扇形板。
[0013]圖5是相當(dāng)于圖1中A-A位置的剖視圖，擾流元件為繞主體管的軸心線按輻射狀均勻設(shè)置的長方形板。
[0014]圖6是圖1中噴嘴出口的仰視圖。
[0015]圖7是本發(fā)明另一種液體壓力噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖1至圖7中，相同附圖標(biāo)記表示相同的技術(shù)特征。
【具體實施方式】
[0017]參見圖1、圖2，本發(fā)明的一種液體壓力噴嘴，設(shè)有主體管3，主體管3內(nèi)設(shè)有主體管內(nèi)腔4，主體管3底部的出口端設(shè)有圓錐形的噴嘴出口 7。主體管內(nèi)腔4由上部的圓柱形內(nèi)腔和下部的倒置圓錐形內(nèi)腔組成。液體壓力噴嘴設(shè)有兩根入口管1，兩根入口管I分別設(shè)于主體管3側(cè)面相向的兩側(cè)。每根入口管I的出口端設(shè)有一個入口管內(nèi)孔2，入口管內(nèi)孔2沿圓柱形內(nèi)腔的切向與圓柱形內(nèi)腔連通，兩個入口管內(nèi)孔2的出口分別位于圓柱形內(nèi)腔側(cè)面相向的兩側(cè)。圓柱形內(nèi)腔的頂端封閉并設(shè)有擾流元件5，倒置圓錐形內(nèi)腔的底端與噴嘴出口 7的頂端之間設(shè)有喉道6。噴嘴出口 7的圓錐面上繞主體管3的軸心線設(shè)有擾流槽8。
[0018]兩根入口管I可以沿主體管3的軸向等高設(shè)置(如圖1所示)，也可以上下設(shè)置(如圖7所示)。上下設(shè)置時，兩根入口管I軸心線之間的高度差k 一般為5至10毫米(參見圖7)。兩根入口管I上下設(shè)置時，可以使兩種液體(液態(tài)濃硫酸與異丁烷)的混合效果更好。操作過程中，密度大的液體(濃硫酸)從上面的入口管I進入主體管內(nèi)腔4。兩種液體的流量相差越大，所述的高度差k應(yīng)該越大。
[0019]參見圖1和圖4，本發(fā)明液體壓力噴嘴的一種擾流元件5，為繞主體管3的軸心線按輻射狀均勻設(shè)置的扇形板(其在水平截面上的形狀大致為扇形)。扇形板的數(shù)量為6個(如圖4所示)、4個或3個，相鄰兩個扇形板相鄰的兩個側(cè)面之間的間距e為2至6毫米。參見圖1和圖5，本發(fā)明液體壓力噴嘴的另一種擾流元件5，為繞主體管3的軸心線按輻射狀均勻設(shè)置的長方形板。長方形板的數(shù)量為6個(如圖5所示)、4個或3個，每個長方形板的厚度f為2至4毫米。本發(fā)明優(yōu)選使用扇形板式的擾流元件5。
[0020]參見圖1 (以及圖7)，本發(fā)明的液體壓力噴嘴中，喉道6的側(cè)面可以為圓柱面(即喉道6的形狀為圓柱形)。喉道6的側(cè)面還可以為圓弧回轉(zhuǎn)面，如圖3所示。所述的圓弧回轉(zhuǎn)面，是以一段向主體管3的軸心線方向凸起的圓弧為母線、繞主體管3的軸心線(作為回轉(zhuǎn)軸)進行旋轉(zhuǎn)而得到的回轉(zhuǎn)面。喉道6的直徑d —般為I至5毫米，高度c 一般為2至10毫米。對于圖3所示的喉道6，其直徑d為最小處(即喉圓)的直徑，高度c為圓弧回轉(zhuǎn)面的垂直高度。上述兩種喉道6的高度c均較小，可以減小液體流動阻力；喉道6的側(cè)面為圓弧回轉(zhuǎn)面時(如圖3所示)，也可以減小液體流動阻力。
[0021]本發(fā)明的液體壓力噴嘴，在噴嘴出口 7圓錐面上繞主體管3的軸心線所設(shè)的擾流槽8，可以是直條形槽、圓形槽、半圓形槽或圓錐螺旋形槽等，優(yōu)選使用直條形槽。圖1和圖6所示的擾流槽8即為直條形槽；直條形槽按輻射狀均勻設(shè)置，數(shù)量為6?16個。
[0022]擾流槽8為圓形槽時，數(shù)量為6?16個；各圓形槽水平設(shè)置，分別處于不同的軸向高度位置，圓心都位于主體管3的軸心線上。如果將一個圓形槽沿其直徑分為兩半，即可形成半圓形槽形的擾流槽8 ;噴嘴出口 7圓錐面上所設(shè)半圓形槽形的擾流槽8，其數(shù)量基本上為圓形槽形擾流槽8數(shù)量的一倍(即12?32個)。擾流槽8為圓錐螺旋槽時，圓錐螺旋槽的數(shù)量為I個(總體形狀類似于一條圓錐螺旋線)，其軸心線與主體管3的軸心線重合，旋向與噴嘴出口 7內(nèi)液體的旋轉(zhuǎn)方向相反。本發(fā)明所述的各種擾流槽8，橫斷面形狀可以是矩形、三角形等。上述擾流槽8的形狀及其橫斷面形狀的附圖均省略。
[0023]本發(fā)明的液體壓力噴嘴，主體管內(nèi)腔4的總高度H—般為15至50毫米，主體管內(nèi)腔4上部圓柱形內(nèi)腔的直徑D —般為5至30毫米。主