CN102357336A - 一种调节式文丘里管双层结构雾化喷嘴 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种调节式文丘里管双层结构雾化喷嘴，包括内锥形浆液喷嘴、文丘里管气体喷嘴，浆液喷嘴的外壁设置有浆液进入管，浆液喷嘴的内圆周表面为螺纹表面。文丘里管气体喷嘴与浆液喷嘴之间轴向可调。压后的压力气体进入端部为内锥形的气体喷嘴，进一步压缩，从气体喷嘴喷出后，并在浆液喷嘴的锥形喷腔内与浆液汇合并形成“液包气”，在高速与压差作用下“液包气”破裂，液滴被分离破碎，最终由浆液喷嘴喷出，使浆液得到了高效雾化，达到最佳的烟气脱硫效果。浆液进入管斜切向与气体喷嘴相贯通，且安装角度与螺纹结构的螺旋角度是一致，更进一步促使浆液进入浆液腔体时形成自然螺旋旋流，促进“液包气”的形成。

Description

一种调节式文丘里管双层结构雾化喷嘴

技术领域

本发明是应用于烟气湿法脱硫喷雾系统中的雾化喷嘴，具体是指一种调节式文丘里管双层结构雾化喷嘴。

背景技术

随着火力发电厂的快速发展，二氧化硫排放也不断增多。而二氧化硫的排放，是造成大气环境污染及酸雨不断加剧的主要原因之一。燃煤电厂如何实施脱硫工程，完善脱硫工艺，提高脱硫效率，是有效遏制二氧化硫排放的有效手段。实践表明，湿式石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术是一种高效脱硫技术，已被许多大型燃煤电厂采用。

石灰石/石膏法的主要优点是：适用的煤种范围广、脱硫效率高(有的装置Ca/S＝1时，脱硫效率大于90％)、吸收剂利用率高(可大于90％)、设备运转率高(可达90％以上)、工作的可靠性高(目前最成熟的烟气脱硫工艺)、脱硫剂-石灰石来源丰富且廉价。但是石灰石/石膏法的缺点也是比较明显的：初期投资费用太高、运行费用高、占地面积大、系统管理操作复杂、磨损腐蚀现象较为严重、副产物-石膏很难处理(由于销路问题只能堆放)、废水较难处理。因而，提高湿法脱硫效率，降低湿法脱硫能耗，减少脱硫运行成本，有重大经济意义。

在湿法脱硫系统中，喷雾系统是其关键的系统，喷嘴是喷雾系统的核心部件。雾化可以提供巨大的相间接触面积，是一种重要的单元操作。改善喷嘴的喷雾质量对提高脱硫效率，降低脱硫能耗十分重要。为了达到高效脱硫的目的，必须建造体积庞大的脱硫喷淋塔，内部安装多层多只雾化喷嘴，并且还需多次循环抽取喷淋塔底部浆液喷淋以提高浆液的利用率，投资成本高。目前湿法脱硫塔内所采用的雾化喷嘴主要为结构相对简单的压力式机械雾化喷嘴，主要分为实心锥、空心锥和扇形锥形喷嘴。这类喷嘴的雾化效果不佳，能耗高，容易堵塞。为了进一步改善雾化效果，降低投资成本、操作维护成本以及能源消耗，开发一种高效的脱硫雾化喷嘴十分必要。

发明内容

为克服现有技术的缺点和不足，本发明提供一种调节式文丘里管双层结构雾化喷嘴，可适应不同的工况需要，其雾化效率高，结构简单，在节约投资及操作维护成本的同时降低了能源消耗。

本发明通过下述技术方案实现：

一种调节文丘里管式双层结构雾化喷嘴，包括端部为内锥形的浆液喷嘴、端部为文丘里管的气体喷嘴，所述气体喷嘴置于浆液喷嘴的内部，所述气体喷嘴的外壁与浆液喷嘴的内壁之间具有间隙，该间隙构成浆液腔体，所述浆液喷嘴的外壁设置有浆液进入管，所述气体喷嘴出口的直径小于浆液喷嘴出口的直径，所述浆液喷嘴的尾端与气体喷嘴的尾部之间通过双重密封组件滑动连接。本专利所涉及的浆液为石灰石浆液，所涉及的螺旋流体为螺旋石灰石浆液。

所述双重密封组件包括定位环套、内封盖和外封盖，所述定位环套密封固定在气体喷嘴尾部的外壁上，所述内封盖套设于定位环套的外圆周表面，所述定位环套与内封盖之间沿气体喷嘴的轴向方向滑动配合；所述外封盖与浆液喷嘴的外壁螺纹连接。

所述浆液喷嘴的端部设置有气体喷嘴的径向调节部件，该径向调节部件是一根穿过浆液喷嘴并与气体喷嘴端部接触的螺杆。

所述浆液喷嘴的内圆周表面为螺纹表面，或者气体喷嘴的外圆周表面为螺纹表面；所述浆液进入管以斜切向与气体喷嘴相贯通安装，其安装角度与螺纹的螺旋角度一致或者吻合。

所述气体喷嘴与浆液喷嘴的轴线同轴。

所述浆液进入管以30°～60°斜切向与气体喷嘴相贯通。

所述螺杆的螺帽与浆液喷嘴外壁之间设置有密封圈。

所述外封盖内与内封盖之间设置有密封垫圈。

如上所述，本专利调节文丘里管式双层结构雾化喷嘴主要部件由气体通道和浆液通道构成，气体通道由端部为文丘里管的气体喷嘴构成，浆液通道由浆液喷嘴的内壁与气体喷嘴的外壁之间形成的间隙构成，形成本专利所述的调节文丘里管式双层结构雾化喷嘴的主要部件。

气体(如烟气、水蒸气或空气等)经空气压缩机提高压力后由进气口接入气体喷嘴，调节气体压力达到工艺所需的参数值(气体压力在0.1～0.7MPa之间)。浆液经高压泵通过浆液进入管送入浆液喷嘴的浆液腔体内，浆液压力可通过设置调节阀进行调节(根据生产工艺，压力可在0.2～0.6MPa之间)。

提高压力的气体通过气体喷嘴的文丘里管加速喷出后与浆液以“液包气”的方式混合，并在高速与压差作用下“液包气”破裂，从而产生更小雾滴，达到良好的雾化效果(雾化颗粒一般在100um以下)。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、如上所提及，加压后的压力气体由进气口进入端部为内锥形的气体喷嘴进一步压缩，从气体喷嘴的文丘里管喷出后，并在浆液喷嘴的锥形喷腔内与浆液汇合并形成“液包气”的方式混合，在高速与压差作用下“液包气”破裂，液滴被分离破碎，最终由浆液喷嘴喷出，产生更小颗粒(雾化颗粒可达到100um以下)，提高浆液高效雾化，达到最佳的烟气脱硫效果。

2、为适应不同的工况要求，同时也为了使文丘里管的气体喷嘴具有可调节性及最佳雾化效果，本专利定位环套与内封盖之间沿气体喷嘴的轴向方向采用了可滑动(或者称之为可轴向移动的气体喷嘴)结构，通过改变气体喷嘴出口与浆液喷嘴出口之间的距离，以改变锥形喷腔的空间大小，使气体与浆液的作用时间改变，达到浆液与气体的最佳比。

3、在浆液喷嘴的内圆周表面增加了螺纹结构(当然也可以在气体喷嘴的外圆周表面增加螺纹结构)。浆液进入管的安装角度与上述螺纹结构的螺旋角度一致或者吻合，通过螺纹导流形成旋流，可避免浆液(石灰石浆液)在浆液喷嘴内可能出现的流动死区导致浆液停滞或堵塞，提高了产品的使用稳定性，同时减少了日常维护成本。采用文丘里管结构的气体喷嘴，使气体充分加速，加速后的高速气体有助于导出旋流浆液，扩张雾化区域，使液体在极短时间内在空气中破裂雾化，进一步改善雾化效果。

4、除此之外，所述浆液进入管斜切向与气体喷嘴相贯通，且安装角度与上述螺纹结构的螺旋角度是一致或者吻合的，更进一步促使浆液进入浆液腔体时形成自然螺旋旋流浆液，促进“液包气”的形成。

5、双重密封组件使喷嘴在高压工况下可以保持良好的密封性，保证液包气式脱硫雾化喷嘴处于良好的工作状态。

6、浆液喷嘴的端部设置有气体喷嘴的径向调节部件，该径向调节部件仅采用了一根穿过浆液喷嘴并与气体喷嘴端部接触(或者相抵)的螺杆。通过调节该螺杆的进出，既可调整浆液喷嘴与气体喷嘴轴线的中心位置，又可防止气体喷嘴振动，保证了在高压工况下能稳定正常工作。

本专利主要应用于电厂湿法烟气脱硫系统中喷淋塔中。可以有效改善浆液雾化效果，提高脱硫效率，同时还可以优化喷淋塔尺寸，减少脱硫喷嘴安装数目，减少石灰石浆液在喷淋塔内的循环次数，降低喷淋塔的建设成本、运行成本、操作维护成本，达到优化脱硫系统，节能减排的目的。

综上所述，本发明技术手段简便易行，雾化效率高等积极、有益地技术效果。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示。本发明调节式文丘里管双层结构雾化喷嘴，包括端部为内锥形的浆液喷嘴1、端部为文丘里管的气体喷嘴2，该气体喷嘴2安装于浆液喷嘴1的内部，该气体喷嘴2的外壁与浆液喷嘴1的内壁之间具有间隙(间隙的大小由浆液喷嘴1与气体喷嘴2的直径大小决定)，该间隙构成了浆液腔体3；在浆液喷嘴1的外壁设置有浆液进入管4。该气体喷嘴2出口的直径应当小于浆液喷嘴1出口的直径；所述浆液喷嘴1的尾端5-1与气体喷嘴2的尾部5之间通过双重密封组件滑动连接。所述气体喷嘴2与浆液喷嘴1的轴线同轴。

所述双重密封组件包括密封垫圈6、定位环套7、内封盖8和外封盖9，所述定位环套7密封固定在气体喷嘴2尾部5的外壁上，所述内封盖8套设于定位环套7的外圆周表面，所述定位环套7与内封盖8之间沿气体喷嘴2的轴向方向滑动配合；所述外封盖9与浆液喷嘴1的外壁螺纹连接。密封垫圈6设置与外封盖9内与内封盖8之间，进一步增强密封效果。双重密封组件构成轴向以及径向密封结构，使本发明液包气式脱硫雾化喷嘴在高压工况下可以保持良好的密封性，正常工作。定位环套7与内封盖8之间沿气体喷嘴2的轴向方向采用了可滑动的(或者称之为可轴向移动的气体喷嘴)配合结构，通过轴向移动改变气体喷嘴2的位置，即改变了气体喷嘴2的出口与浆液喷嘴1出口之间的距离，最终改变了锥形喷腔1-1的空间大小(当气体喷嘴2沿轴向往里移动时，锥形喷腔1-1的空间变小，当气体喷嘴2沿轴向往外移动时，锥形喷腔1-1的空间变大)，从而使气体与浆液的作用时间改变，达到最佳时间与混合比，进一步加强了雾化效果。

内锥形的浆液喷嘴1和内锥形的气体喷嘴2，可以进一步提高气体和浆液的压力。即加压后的压力气体进入端部为内锥形的气体喷嘴2，进一步压缩，从气体喷嘴2喷出后，并在浆液喷嘴1的锥形喷腔1-1内与浆液汇合并形成“液包气”，在高速与压差作用下“液包气”破裂，液滴被分离破碎，最终由浆液喷嘴喷出，产生更小颗粒达到良好的雾化效果(雾化颗粒大约在100um以下)。

所述浆液喷嘴1的端部设置有气体喷嘴2的径向调节部件，该径向调节部件是一根穿过浆液喷嘴1并与气体喷嘴2端部接触(或者相抵)的螺杆10。通过旋进或者旋出该螺杆10，既可调整浆液喷嘴1与气体喷嘴2两者轴线的中心位置，又可固定并防止气体喷嘴振动，保证了在高压工况下能稳定正常工作。为具有更好的密封效果，在螺杆10的螺帽与浆液喷嘴1外壁之间可增设密封圈11。

浆液喷嘴1的内圆周表面可以增加螺纹结构3-1(当然也可以在气体喷嘴2的外圆周表面增加螺纹结构)。浆液进入管4的安装角度与上述螺纹结构3-1的螺旋角度吻合，通过螺纹导流形成旋流，避免浆液(石灰石浆液)在浆液喷嘴1内可能出现的流动死区导致浆液停滞或堵塞。除此之外所述浆液进入管4以30°～60°斜切向与气体喷嘴2相贯通，进一步促使浆液进入浆液腔体3时形成自然螺旋旋流，促进“液包气”的形成。

气体(如烟气、水蒸气或空气等)经空气压缩机(图中未示出)提高压力后由进气口接入气体喷嘴2内，调节外部气体压力达到工艺所需的参数值(气体压力在0.1～0.7MPa之间调节)。浆液经外部高压泵(图中未示出)通过浆液进入管4以θ角度斜切向进入，形成自然螺旋流体，送入浆液喷嘴1的浆液腔体内(浆液压力可通过设置调节阀进行调节根据生产工艺，压力可在0.2～0.6MPa之间调节)。

加压后的气体在气体喷嘴2的文丘里管中充分加速喷出。加压后的浆液通过浆液进口通道以θ角度斜切向进入，形成自然螺旋流体(螺旋浆液)，进入浆液喷嘴1的浆液腔体内，浆液喷嘴1的内圆周表面为螺纹结构3-1(当然也可以在气体喷嘴2的外圆周表面增加螺纹结构)，螺旋流体在该上述螺纹结构的作用下，进一步得到了加强。如上所述，提高压力的气体通过气体喷嘴1的文丘里管加速喷出后与浆液腔体内的浆液以“液包气”的方式混合，并在高速与压差作用下“液包气”破裂，从而产生更小雾滴。

如上所述便可较好地实现本专利。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种调节式文丘里管双层结构雾化喷嘴，其特征在于包括端部为内锥形的浆液喷嘴、端部为文丘里管的气体喷嘴，所述气体喷嘴置于浆液喷嘴的内部，所述气体喷嘴的外壁与浆液喷嘴的内壁之间具有间隙，该间隙构成浆液腔体，所述浆液喷嘴的外壁设置有浆液进入管，所述气体喷嘴出口的直径小于浆液喷嘴出口的直径，所述浆液喷嘴的尾端与气体喷嘴的尾部之间通过双重密封组件滑动连接。

2.根据权利要求1所述的调节式文丘里管双层结构雾化喷嘴，其特征在于所述双重密封组件包括定位环套、内封盖和外封盖，所述定位环套密封固定在气体喷嘴尾部的外壁上，所述内封盖套设于定位环套的外圆周表面，所述定位环套与内封盖之间沿气体喷嘴的轴向方向滑动配合；所述外封盖与浆液喷嘴的外壁螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的调节式文丘里管双层结构雾化喷嘴，其特征在于所述浆液喷嘴的端部设置有气体喷嘴的径向调节部件，该径向调节部件是一根穿过浆液喷嘴并与气体喷嘴端部接触的螺杆。

4.根据权利要求3所述的调节式文丘里管双层结构雾化喷嘴，其特征在于所述浆液喷嘴的内圆周表面为螺纹表面，或者气体喷嘴的外圆周表面为螺纹表面；所述浆液进入管以斜切向与气体喷嘴相贯通安装，其安装角度与螺纹的螺旋角度一致。

5.根据权利要求4所述的调节式文丘里管双层结构雾化喷嘴，其特征在于所述气体喷嘴与浆液喷嘴的轴线同轴。

6.根据权利要求5所述的调节式文丘里管双层结构雾化喷嘴，其特征在于所述浆液进入管以30°～60°斜切向与气体喷嘴相贯通。

7.根据权利要求6所述的调节式文丘里管双层结构雾化喷嘴，其特征在于所述螺杆的螺帽与浆液喷嘴外壁之间设置有密封圈。

8.根据权利要求7所述的调节式文丘里管双层结构雾化喷嘴，其特征在于所述外封盖内与内封盖之间设置有密封垫圈。

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