[發明專利]用于尿素熱解制氨工藝的溶液霧化裝置

有效

• 申請號: 201310656417.9
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN103657894B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: 蘇金海;王斌;李剛;劉振生;王沖;康繼軍
• 申請（專利權）人: 北京京能電力股份有限公司石景山熱電廠
• 主分類號: B05B1/14
• 分類號: B05B1/14;B05B7/04;B05B15/06
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 孟憲功

技術領域

本發明涉及煙氣尿素脫硝技術領域，具體涉及一種用于尿素熱解制氨工藝的霧化噴嘴及溶液霧化裝置。

背景技術

在利用尿素熱解制氨工藝的實際運行中，尿素熱解爐內壁與熱解爐底部均不同程度的出現了結晶、堵塞問題，其主要原因是尿素霧化噴槍霧化效果差，即霧化噴槍的噴嘴達不到實際設計需求。由于霧化噴槍的噴嘴在噴射時覆蓋面過大，尿素溶液會直接噴射至熱解爐內壁上，形成低溫區造成結晶；如果在多支尿素噴槍同時運行中，各霧化噴槍的噴射覆蓋相互疊加易形成“交叉覆蓋”區，在該區域內已被霧化的細小液滴相互撞擊、融合后形成較大的液滴，從而加劇熱解爐底部結晶物的產生。此外，現有的霧化噴槍的噴嘴缺乏氣-液混合區域，或者混合區域的容積極小，在氣-液混合時會大大降低霧化空氣量的流速，從而降低霧化效果。

發明內容

(一)要解決的技術問題

為克服上述現有技術中存在的缺陷，本發明提供了一種霧化噴嘴，其通過設置氣-液混合腔室并減小噴射孔與霧化噴嘴軸線之間的夾角，以降低霧化噴嘴的噴射覆蓋半徑，避免霧液噴射到熱解裝置內壁而出現結晶。此外，本發明還提供了一種霧化裝置。

(二)技術方案

為實現上述目的，本發明提供了一種用于尿素熱解制氨工藝的霧化噴嘴，其包括：噴嘴本體；設置在噴嘴本體上的腔室；以及布設在噴嘴本體噴射端側壁上的多個噴射孔；其中所述多個噴射孔分別與所述腔室連通，并且所述多個噴射孔與所述噴嘴本體中心軸線間的夾角均小于60°。

優選地，所述噴射孔的直徑小于2mm。

優選地，所述腔室的容積大于80mm³。

優選地，所述多個噴射孔與所述噴嘴本體中心軸線的夾角均為53°；所述噴射孔的直徑為1.5mm；所述腔室的容積為99.64mm³。

進一步，本發明霧化噴嘴還包括：設置在所述噴嘴本體上的至少一個用于和外部噴槍連接的凸起。

本發明的溶液霧化裝置包括權利要求1-5任一項所述的霧化噴嘴；以及與所述霧化噴嘴連接的霧化噴槍；與霧化噴槍連接的噴槍定位件；用于將所述霧化噴嘴壓緊至霧化噴槍上的噴嘴壓緊件。

優選地，所述霧化噴槍包括：噴槍本體，其具有內腔；安裝在內腔里的中心管，其外壁與所述噴槍本體內壁之間形成間隙通道；分別設置在噴槍本體一端的液體接口和氣體接口；設置在噴槍本體另一端的噴嘴接頭；以及安裝在噴嘴接頭內的噴頭基座；其中所述霧化噴嘴安裝在所述噴嘴接頭上。

其中，所述中心管外壁與所述噴槍本體內壁間形成環形間隙通道。

優選地，所述噴槍定位件為定位法蘭。

優選地，所述噴嘴壓緊件為壓蓋。

(三)有益效果

與現有技術相比，本發明具有如下優點：

1)本發明霧化噴嘴通過將多個噴射孔與噴嘴本體中心軸線間的夾角設置為小于60°，使得霧化噴嘴的噴射覆蓋半徑小于霧化噴嘴到熱解爐內壁的距離，避免了霧液在熱解爐內壁的結晶；同時，縮小了霧化噴射半徑后，還進一步避免了多支霧化噴槍同時運行時容易形成交叉覆蓋面的缺陷；

2)本發明霧化噴嘴的噴射孔直徑小于2mm，小霧化噴射孔設計使得氣-液兩相流通過噴射孔的流速極大提升，達到超音速的狀態，當氣、液兩相流體以超音速狀態通過噴射孔流道時，兩相流體的二次混合更為充分；

3)本發明霧化噴嘴的腔室容積大于80mm³，通過增加霧化噴嘴腔室的有效容積，使得進入腔室的霧化空氣量顯著增大，從而提升了進入霧化噴嘴內的空氣流速，提高了霧化效率；

4)本發明霧化噴嘴的腔室容積設為99.64mm³，可比現有配用的霧化噴嘴容積增加16.78mm³，使進入霧化噴嘴的霧化空氣量由現有的8～10Nm³/h提高至25～30Nm³/h，并使得進入霧化噴嘴內的空氣初始流速由現有的177～221m/s提高到553～663m/s，可達到現有噴嘴流速的2.5倍以上；霧化噴嘴的多個噴射孔與噴嘴本體中心軸線間的夾角優選為53°，可以使霧化噴射半徑由0.6～0.8m縮小至0.4～0.45m，能夠滿足實際需求；霧化噴嘴的噴射孔優選設計為Φ1.5mm，可將氣-液兩相流通過噴射孔的流速由現有的118～147m/s提高到655～786m/s，即將霧化噴射流速提高至現有流速的4.4倍以上；