[發(fā)明專利]瀝青殘?jiān)炝６嗉?jí)相變噴霧造粒噴嘴

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910162469.4
• 申請(qǐng)日: 2009-08-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101987287A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛羽;徐春明;趙鎖奇;王娟;孫學(xué)文;王江云
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)(北京)
• 主分類號(hào): B01J2/04
• 分類號(hào): B01J2/04;C10C3/14
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

所屬技術(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(jí)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?jiān)M(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(guò)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(guò)低，為瀝青顆粒的儲(chǔ)藏運(yùn)輸帶來(lái)困難。因此需要開(kāi)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(wú)成熟技術(shù)能夠解決這一問(wèn)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(guò)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(guò)低，為瀝青顆粒的儲(chǔ)藏運(yùn)輸帶來(lái)困難的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種多級(jí)相變閃蒸霧化噴嘴，通過(guò)所設(shè)計(jì)的新結(jié)構(gòu)，在噴嘴內(nèi)部形成多級(jí)相變過(guò)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(chǔ)藏和運(yùn)輸。

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(chǔ)藏和運(yùn)輸，滿足后續(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)了兩級(jí)噴口，在兩級(jí)噴口之間，設(shè)置了一個(gè)節(jié)流膨脹腔，采用兩級(jí)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(gè)壓力，將原來(lái)一次霧化分為兩次霧化，原先一次壓力驟降的過(guò)程分為兩次壓力降低的過(guò)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(guò)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。

本發(fā)明包括一種噴霧造粒噴嘴，其主體結(jié)構(gòu)由二級(jí)噴口2，節(jié)流膨脹腔3，一級(jí)噴口4，噴嘴入口5四部分組成。

所述的二級(jí)噴口2，其特征是：這個(gè)噴口為圓柱形，直徑為d1，高度為b1，b1的變化范圍為0.2d1～50.0d1。

所述的節(jié)流膨脹腔3，其特征是：它是一個(gè)圓柱形空腔，直徑為d2，高度為b2，前部與二級(jí)噴口2相聯(lián)，后部與一級(jí)噴口4相聯(lián)；其中，d2的變化范圍為0.1d1～20.0d1，b2的變化范圍為1.0d1～100.0d1。

所述的一級(jí)噴口4，其特征是：這個(gè)噴口為圓柱形，直徑為d3，高度為b3，d3的變化范圍為0.1d1-5.0d1，b3的變化范圍為0.2d1～50.0d1。

所述的噴嘴入口5，其特征是：入口內(nèi)徑d4的變化范圍為1.5d1～20.0d1。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明涉及的多級(jí)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(jí)噴口，3——節(jié)流膨脹腔，4——一級(jí)噴口，5——噴嘴入口。

具體實(shí)施方式

下面結(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1，二級(jí)噴口2為圓柱形，直徑為d1，高度為b1，b1的變化范圍為0.2d1～50.0d1。節(jié)流膨脹腔3，是一個(gè)圓柱形空腔，直徑為d2，高度為b2，前部與二級(jí)噴口2相聯(lián)，后部與一級(jí)噴口4相聯(lián)；其中，d2的變化范圍為0.1d1～20.0d1，b2的變化范圍為1.0d1～100.0d1。一級(jí)噴口4為圓柱形，直徑為d3，高度為b3，d3的變化范圍為0.1d1-5.0d1，b3的變化范圍為0.2d1～50.0d1。噴嘴入口5為圓柱形，入口內(nèi)徑d4的變化范圍為1.5d1～20.0d1。

本發(fā)明的多級(jí)相變噴霧造粒噴嘴使用過(guò)程，例如可以是，液相溶劑與瀝青殘?jiān)囊合嗷旌衔锝?jīng)噴嘴入口5進(jìn)入多級(jí)相變噴霧造粒噴嘴1，混合物料通過(guò)一級(jí)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(shí)在節(jié)流膨脹腔3中混合物液體和氣相溶劑一起向一級(jí)噴D2流動(dòng)，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?jiān)?jīng)過(guò)二級(jí)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(guò)程分為兩次降壓過(guò)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。