霧化噴嘴的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開一般涉及機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，還涉及烯烴制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種霧化噴嘴。
【背景技術(shù)】
[0002]丙烯是僅次于乙烯的最重要的基本有機(jī)原料。隨著其衍生物應(yīng)用領(lǐng)域的逐年擴(kuò)展，需求量與日倶增，據(jù)《烯烴工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》預(yù)測(cè)到2015年，我國(guó)丙烯當(dāng)量需求量約2800萬噸/年，但產(chǎn)能僅為2400萬噸/年，丙烯市場(chǎng)將長(zhǎng)期處于供不應(yīng)求的局面。另一方面，石油資源的匾乏，迫切需要發(fā)展非石油基的丙烯制備工藝。丙烷脫氫制丙烯和乙烯與丁烯歧化制丙烯由于具有很高的丙烯選擇性而倍受關(guān)注，但前者以富丙烷天然氣為原料，地域受限，后者需要消耗乙烯資源，均不符合我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)。以煤或天然氣為原料生產(chǎn)甲醇已大規(guī)模生產(chǎn)，因此以甲醇制低碳烯烴(ΜΤ0/ΜΤΡ)具有原料廣泛、成本低等優(yōu)點(diǎn)，適合我國(guó)缺油多煤的實(shí)際情況。
[0003]目前，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的甲醇制烯烴技術(shù)有UOP/Hydro的MTO工藝和中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所的DMTO技術(shù)及德國(guó)Lurgi公司MTP工藝。MTO及DMTO工藝均以低碳烯烴為目標(biāo)產(chǎn)物，無法實(shí)現(xiàn)高選擇性生產(chǎn)丙烯的目標(biāo)，而MTP工藝以生產(chǎn)丙烯為主，且在國(guó)內(nèi)工業(yè)化，實(shí)現(xiàn)了以煤為原料高選擇性地生產(chǎn)丙烯的目標(biāo)，適合我國(guó)多煤少油的碳資源結(jié)構(gòu)，是滿足我國(guó)丙烯需求快速增長(zhǎng)的理想方案。因此，發(fā)展MTP工藝及催化劑是我國(guó)煤化工領(lǐng)域重點(diǎn)方向之一。
[0004]德國(guó)Lurgi公司的MTP工藝的一體化煤一合成氣一甲醇一二甲醚一丙稀一聚丙稀綜合工藝，產(chǎn)品為聚丙烯及副產(chǎn)品汽油、液化氣、乙烯。
[0005]MTP工藝過程主要是來自甲醇中間罐區(qū)的新鮮甲醇和由甲醇回收塔返回的循環(huán)甲醇經(jīng)過一系列換熱設(shè)備，加熱到275 °C。混合物料先在DME反應(yīng)器中于275°C，1.6MPa，在氧化鋁基催化劑的作用下反應(yīng)生產(chǎn)二甲醚。之后，生成的二甲醚與循環(huán)回的C2/C4/C5/C6混合進(jìn)入MTP反應(yīng)器(3臺(tái)，2開I備)，于480°C，0.13MPa下，在沸石基催化劑的作用下進(jìn)行反應(yīng)，生成以丙烯為主要產(chǎn)品的各種烴類，送到下一單元一氣體冷卻和分離單元。
[0006]2CH3OH^CH3OCH3 (DME) +H20+Q
[0007]nCH30CH3^2CnH2n+nH20+Q(n = 2,3,4....)
[0008]從反應(yīng)方程可以看出，整個(gè)過程屬于放熱反應(yīng)過程，由于催化劑的最佳溫度是480°C，因此，要產(chǎn)生高效轉(zhuǎn)化率就需要保證爐內(nèi)的溫度與最佳反應(yīng)溫度基本一致。為此，在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置一系列的工藝噴嘴將低溫的二甲醚物質(zhì)(分為液相和氣相兩種介質(zhì))噴入反應(yīng)器中，進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。這個(gè)過程要求所控制的反應(yīng)區(qū)間溫度分布均勻而且與最佳反應(yīng)溫度基本一致，因此，對(duì)噴嘴的霧化方式、霧化粒度和霧化角度以及調(diào)節(jié)比、噴嘴數(shù)量和位置的布置就有了較高的要求。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)中的噴嘴主要是通過旋流器，液體從噴嘴噴出后再經(jīng)旋流器的旋轉(zhuǎn)噴出，形成氣液混合均勻的實(shí)心錐形狀的噴霧場(chǎng)，但是由于旋流器尺寸和液相出口都很小，非常容易堵塞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，期望提供一種霧化噴嘴，包括:內(nèi)噴嘴和外噴嘴，所述內(nèi)噴嘴套設(shè)于所述外噴嘴中，其中，所述內(nèi)噴嘴的外壁與所述外噴嘴的內(nèi)壁之間，形成外噴嘴腔;所述內(nèi)噴嘴具有內(nèi)噴嘴腔;在所述內(nèi)噴嘴腔的一端具有第一噴孔，在所述外噴嘴腔的一端具有多個(gè)第二噴孔，多個(gè)所述第二噴孔環(huán)繞所述第一噴孔形成，并且所述第二噴孔的噴射方向朝靠近所述第一噴孔的方向傾斜。
[0011]可選地，在所述內(nèi)噴嘴上形成有混合通道，所述混合通道貫通所述內(nèi)噴嘴的壁面，連通于所述內(nèi)噴嘴腔。
[0012]可選地，所述混合通道的直徑小于所述第二噴孔的直徑。
[0013]可選地，在所述外噴嘴腔的一端還具有多個(gè)第三噴孔;連接多個(gè)所述第二噴孔，形成第一環(huán)形，所述第三噴孔環(huán)繞所述第一環(huán)形設(shè)置。
[0014]可選地，所述第三噴孔的噴射方向，與第一噴孔的噴射方向相同，或者，所述第三噴孔的噴射方向朝遠(yuǎn)離第一噴孔的方向傾斜。
[0015]可選地，所述外噴嘴腔的另一端形成有進(jìn)氣通道;所述內(nèi)噴嘴的另一端形成進(jìn)液通道。
[0016]可選地，所述外噴嘴腔的另一個(gè)端面具有封閉所述外噴嘴腔的密閉端面，所述進(jìn)氣通道形成在所述密閉端面上。
[0017]可選地，所述霧化噴嘴設(shè)置于端座上，所述進(jìn)氣通道與所述端座上的輸氣通道匹配，所述進(jìn)液通道與所述端座上的輸液通道匹配。
[0018]可選地，所述內(nèi)噴嘴和所述外噴嘴還具有連接部，用于與所述端座密閉連接。
[0019]可選地，所述內(nèi)噴嘴和所述外噴嘴的連接處，密閉設(shè)置;或者所述內(nèi)噴嘴和所述外噴嘴為一體結(jié)構(gòu)件。
[0020]基于本發(fā)明上述內(nèi)容，霧化噴嘴可以直接對(duì)液體霧化，不需要旋流器，避免了現(xiàn)有技術(shù)中旋流器容易堵塞的問題。并且霧化過程簡(jiǎn)潔能夠提高設(shè)備的工作效率。
【附圖說明】
[0021]通過閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本申請(qǐng)的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0022]圖1為本發(fā)明霧化噴嘴的整體結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0023]圖2為本發(fā)明霧化噴嘴的內(nèi)噴嘴的徑向截面圖；
[0024]圖3為本發(fā)明霧化噴嘴右視圖；
[0025]圖4為本發(fā)明霧化噴嘴的外噴嘴的剖視立體圖；
[0026]圖5為本發(fā)明霧化噴嘴的端座；
[0027]圖6為本發(fā)明霧化噴嘴的端座與內(nèi)噴嘴、外噴嘴配合的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步的詳細(xì)說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋相關(guān)發(fā)明，而非對(duì)該發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與發(fā)明相關(guān)的部分。
[0029]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本申請(qǐng)。
[0030]本發(fā)明公開一種霧化噴嘴，如圖1所示，包括內(nèi)噴嘴I和外噴嘴2，內(nèi)噴嘴I套設(shè)在外噴嘴2中，顯然，內(nèi)噴嘴和外噴嘴之間會(huì)形成一個(gè)空腔，該空腔為外噴嘴腔，即內(nèi)噴嘴的外壁與外噴嘴的內(nèi)壁之間形成外噴嘴腔21，對(duì)應(yīng)的，內(nèi)噴嘴具有內(nèi)噴嘴腔11，顯然該內(nèi)噴嘴腔11是由內(nèi)噴嘴的內(nèi)壁形成的。進(jìn)一步，既然是噴嘴那就還具有噴孔，在內(nèi)噴嘴腔11的一端具有第一噴孔12，外噴嘴腔21的一端具有多個(gè)第二噴孔22，第一噴孔12和第二噴孔22在整個(gè)霧化噴嘴的同一側(cè)，多個(gè)第二噴孔22環(huán)繞第一噴孔12，并且第二噴孔22的噴射方向向靠近第一噴孔12的方向傾斜。
[0031]上述第二噴孔22如果是均勻的環(huán)繞設(shè)置，那么沿著第二噴孔22的噴射方向做延長(zhǎng)線，最終所有延長(zhǎng)線在一點(diǎn)重合，可以將這個(gè)由多個(gè)延長(zhǎng)線組成的形狀理解為圓錐體，那么第一噴孔12的噴著方向做的延長(zhǎng)線，就是該圓錐體的軸線。
[0032]當(dāng)然，上述僅是作為例子說明，第二噴孔22并不一定是均勻的環(huán)繞，均勻環(huán)繞是最優(yōu)的實(shí)施方式，并且，上述第二噴孔22的噴射方向向靠近第一噴孔12的方向傾斜，可以理解為沿第二噴孔22的噴射做延長(zhǎng)線，能夠與沿第一噴孔噴射方向做的延長(zhǎng)線重合。
[0033]在使用時(shí)，外噴嘴腔21內(nèi)一般充有氣態(tài)的待噴射物，內(nèi)噴嘴腔11內(nèi)充有液態(tài)的帶噴射物，為了方便說明，下面直接說“氣體”和“液體”，液體從第一噴孔噴出后，氣體從第二噴孔22朝液體噴出，通過氣壓打散液體，使其霧化。
[0034]需要理解，本發(fā)明的霧化噴嘴使用范圍廣泛，需要霧化功能的場(chǎng)合都可以使用，尤其是在甲醇制丙稀(Methanol to Propylene，MPT)更是可以使用，以MTP為例，那么上述舉例時(shí)，氣體可以是空氣、氮?dú)?、甲醇、二甲醚等氣體，液體可以是水、低碳烯烴(如C4-C6)、甲醇、二甲醚、甲醇與二甲醚的混合等。
[0035]為了噴嘴的使用效果，內(nèi)噴嘴和外噴嘴的連接處，密閉設(shè)置，例如圖1所示，在內(nèi)噴嘴和外噴嘴的結(jié)合處設(shè)置有墊圈3，保證密閉，當(dāng)然，內(nèi)噴嘴和外噴嘴還可以為一體結(jié)構(gòu)件，以更充分的保證其密閉結(jié)構(gòu)。
[0036]在另一種實(shí)施方式中，內(nèi)噴嘴上還形成有混合通道，該混合通道主要是將氣體導(dǎo)入到內(nèi)噴嘴腔內(nèi)，在一種實(shí)施方式中，該混合通道連通外噴嘴腔21和內(nèi)噴嘴腔11，氣體可以直接從外噴嘴腔進(jìn)入內(nèi)噴嘴腔，當(dāng)然，混合通道也可以不與外噴嘴腔連通，而是可以直接連通給外噴嘴腔供應(yīng)氣體的氣源，這種方式后面會(huì)詳細(xì)說明。
[0037]上述混合通道連通內(nèi)噴嘴腔和外噴嘴腔的情形，如圖1中標(biāo)號(hào)13a所示，而混合通道未直接連通內(nèi)噴嘴腔和外噴嘴腔的情形，如圖1中標(biāo)號(hào)13b所示。
[0038]優(yōu)選的，混合通道的直徑小于所述第二噴孔22的直徑。這樣，氣體可以從混合通道進(jìn)入內(nèi)噴嘴腔11，在液體沒有噴出前，就提前對(duì)其進(jìn)行“打散”，初