[發明專利]一種稀土氯化物防結晶堵塞霧化噴嘴裝置

有效

• 申請號: 202110522503.5
• 申請日: 2021-05-13
• 公開（公告）號: CN113198633B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 伍永福;王楊;李姝婷;劉中興;王振峰;董云芳
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: B05B7/04
• 分類號: B05B7/04;B05B15/55;B01D1/18
• 代理公司: 宿州智海知識產權代理事務所(普通合伙) 34145
• 代理人: 趙謹容

本發明屬于化工設備技術領域，具體為一種稀土氯化物防結晶堵塞霧化噴嘴裝置，包括噴嘴座和安裝在噴嘴座前端的噴頭組件。噴頭組件包括噴嘴和旋流結構，其中噴嘴具有錐狀內腔；所述旋流結構包括定向安裝在錐狀內腔后部的定向旋流器，以及活動安裝在錐狀內腔前部的旋向旋流器，其中旋向旋流器能夠以錐狀內腔的軸線為中心軸進行轉動，且旋向旋流器與錐狀內腔的內壁接觸。定向旋流器實現稀土氯化物溶液一級旋流，并由旋向旋流器實現二級旋流，最終將稀土氯化物溶液霧化至超細液滴并噴出至反應爐膛，在這個過程中，旋向旋流器的旋轉可以實現對噴嘴內壁的清潔，能有效防止噴嘴的堵塞，延長定向旋流器使用壽命。

技術領域

本發明屬于化工設備技術領域，具體為一種稀土氯化物防結晶堵塞霧化噴嘴裝置。

背景技術

大部分稀土氯化物溶液在熱解時容易生成氯氧化物，因此控制霧化反應液滴大小和溫度區域是實現該工藝的關鍵所在，這就需要實現稀土氯化物溶液霧化系統在霧化完成前溶液處于相對低溫狀態(20-80℃)，而霧化完成后的液滴直接進入高溫反應區(650-1350℃)，利用傳熱速度大于化學反應速度的原理，實現化學過程可控。目前工藝處于實驗階段，主要是霧化系統的溫度和結晶堵塞問題不好解決，不能實現連續生產。實驗一般采用間歇噴射方式做實驗，解決了溫度差距問題，但是噴嘴堵塞還是時常發生。

現有技術中，相似方案均存在不同程度的缺陷，例如：

一種耐高溫介質流態化冷卻器的噴嘴，專利申請號201910454127.3，由噴嘴、噴嘴帽和噴嘴棒組成，通過噴嘴棒送入氣液混合物，并由噴嘴棒出氣口把氣液混合物送入噴嘴帽與噴嘴棒所構成的內腔，最終由噴嘴帽噴出。此裝置雖能夠實現氣液混合物的噴出，但會使氣液混合物在噴嘴帽與噴嘴棒所構成的內腔掛壁，使其發生反應，影響實驗進程。

一種水氣霧化噴盤，專利申請號CN201822174802.0，由上盤、中盤、下盤組成，通過各盤之間所構成的容腔將氣液混合物高壓噴出，此種裝置不適合長時間使用，噴盤易堵塞，清洗不便，影響氣液混合液滴的噴出，影響實驗進程。

發明內容

本發明的目的在于提供一種稀土氯化物防結晶堵塞霧化噴嘴裝置，該噴嘴組件能夠將稀土氯化物液體高度霧化，且在噴射過程中實時清理噴嘴內壁產生的結晶物，從而防止噴嘴堵塞，并實現連續噴射，提高反應質量。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種稀土氯化物防結晶堵塞霧化噴嘴裝置，包括噴嘴座和安裝在噴嘴座前端的噴頭組件。所述噴頭組件包括噴嘴和旋流結構，其中噴嘴具有錐狀內腔；所述旋流結構包括定向安裝在錐狀內腔后部的定向旋流器，以及活動安裝在錐狀內腔前部的旋向旋流器，其中旋向旋流器能夠以錐狀內腔的軸線為中心軸進行轉動，且旋向旋流器與錐狀內腔的內壁接觸。

在上述技術方案中，噴嘴組件連接噴射裝置上，液體在噴嘴組件內形成高速流體，流體在經過定向旋流器時，流體完成第一階段的加速，并實現一級霧化，當接著經過旋向旋流器時，旋向旋流器對一級霧化流體進行再次加速，并實現二級霧化，從而使液態稀土氯化物形成超細液滴。由于旋向旋流器可轉動，在一級霧化流體的高速撞擊作用下，旋向旋流器同時發生轉動，這會使旋向旋流器的表面不斷剪切錐狀內腔內壁形成的微量結晶物，使噴嘴的內壁保持干凈，因此該裝置可以避免溶液掛壁并導致結晶物堵塞噴嘴。

優選地，所述定向旋流器和旋向旋流器均具有前錐形面和后錐形面，并在前錐形面和后錐形面上均勻設置連通的螺旋狀流道，且定向旋流器和旋向旋流器的前錐形面錐度相同。定向旋流器和旋向旋流器的后錐形面分別用于阻擋高速流體和一級霧化流體，并對其進行導流，使其分別沿著定向旋流器和旋向旋流器表面的螺旋狀流道流動，而在螺旋狀流道的作用下，高速流體經以及霧化形成具有固定流向的一級霧化流體,而一級霧化流體會給旋向旋流器持續提供定向的沖擊氣流，從而保證旋向旋流器的均勻轉動，以保證其具有穩定的自清理效率。另外，與靜態結構相比，轉動的旋向旋流器可以提高對一級霧化流體的增速效率，從而使形成的二級霧化流體從噴嘴高速噴出。