CN112797423A - 一种雾化喷嘴及废液焚烧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种雾化喷嘴及废液焚烧装置，涉及化工废液处理技术领域。该雾化喷嘴包括：底座，底座上设有液体通道，沿液体通道的周向设有多个第一气体通道；外喷头，与底座固定连接，外喷头上设有多个与液体通道和第一气体通道均连通的喷孔；喷芯，喷芯设于底座和外喷头之间，喷芯包括液体旋流腔和气液混合腔，液体旋流腔与液体通道连通，沿液体旋流腔的周向设有多个与第一气体通道连通的第二气体通道，气液混合腔与喷孔和液体旋流腔均连通，气液混合腔的外壁上开设有多个进气孔，进气孔与第二气体通道连通；旋流器，设置于液体旋流腔内，用于使液体旋转运动。本发明能使废液焚烧更充分，减少有害物质生成，提高混合均匀性及混合效率。

Description

一种雾化喷嘴及废液焚烧装置

技术领域

本发明涉及化工废液处理技术领域，尤其涉及一种雾化喷嘴及废液焚烧装置。

背景技术

目前，由于工业发展的需要化工产业不断深化，其产生化工废液也越来越多，化工废液就是在化工生产中产生的工艺废水，这些废水如果不经过处理直接排放，会造成水体污染，从而危害环境安全及人类的健康，而对化工废液进行焚烧是最常见的一种处理方法。

焚烧采用雾化喷嘴将废液雾化成小粒径进行充分焚烧，降低废液中的有害物质，使其符合排放标准。目前化工行业大部分采用普通的机械雾化喷嘴，其雾化粒径过大，且需要雾化压力很大，导致废液不能充分燃烧，由于燃烧不充分，会导致炉膛内结壁，腐蚀炉膛内衬的现象，难以清理。

基于此，亟需一种雾化喷嘴及废液焚烧装置，用以解决如上提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种雾化喷嘴及废液焚烧装置，能够使废液焚烧更充分，提高焚烧温度，减少有害物质生成，提高混合均匀性及混合效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种雾化喷嘴，包括：

底座，所述底座上设有液体通道和第一气体通道；

外喷头，与所述底座固定连接，所述外喷头上设有与所述液体通道和所述第一气体通道均连通的喷孔；

喷芯，设于所述底座和所述外喷头之间，所述喷芯包括液体旋流腔和气液混合腔，所述液体旋流腔与所述液体通道连通，所述液体旋流腔的外周设有与所述第一气体通道连通的第二气体通道，所述气液混合腔与所述喷孔和所述液体旋流腔均连通，所述气液混合腔的腔室壁上开设有进气孔，所述进气孔与所述第二气体通道连通；

旋流器，设置于所述液体旋流腔内，用于使液体旋转运动。

可选地，所述旋流器包括旋流片，过所述旋流器的中心位置作与水流方向平行的线L，所述旋流片靠近所述气液混合腔的一端上设有第一点A，过第一点A与线L做第一平面X，所述旋流片远离所述气液混合腔的一端上设有第二点B，过第二点B与线L做第二平面Y，第二平面Y与第一平面X成夹角α设置；

所述旋流片设有多个且成环形分布，相邻两个所述旋流片之间形成旋流通道，所述旋流通道与所述液体通道和所述气液混合腔均连通。

可选地，过所述进气孔的轴线与所述气液混合腔的外壁的交点和所述气液混合腔的中心线做第三平面Z，所述进气孔的轴线与所述第三平面Z成锐角β设置。

可选地，经所述进气孔的压缩空气的旋转方向与经所述旋流通道的液体的旋转方向相反。

可选地，所述进气孔设有多个，多个所述进气孔分成多组，多组所述进气孔沿所述气液混合腔的长度方向间隔设置，每相邻两组所述进气孔交错分布。

可选地，所述第二气体通道的直径小于所述第一气体通道的直径。

可选地，所述喷芯还包括压缩腔，所述液体旋流腔通过所述压缩腔与所述气液混合腔连通，所述压缩腔的直径小于所述液体旋流腔和所述气液混合腔的直径。

可选地，所述外喷头与所述底座固定连接形成安装腔，所述喷芯固定设于所述安装腔内，所述气液混合腔的外壁与所述外喷头的内壁之间形成气体过渡腔，所述气体过渡腔与所述进气孔和所述第二气体通道均连通。

可选地，所述喷孔的轴线方向与液体的流动方向成预设夹角γ设置。

本发明还提供了一种废液焚烧装置，包括如上所述的雾化喷嘴。

本发明的有益效果：

使用时，废液从底座上的液体通道进入喷嘴，流经液体旋流腔内的旋流器形成旋转运动后流入气液混合腔内，压缩空气自底座的第一气体通道流入喷嘴，流经第二气体通道及进气孔流入气液混合腔内与液体旋转混合实现雾化，混合后的雾化气液混合物流经喷孔喷出。

本发明具备以下优势：1、通过压缩空气雾化化工废液，能够使废液雾化更加均匀细致，雾化粒径更小，从而使废液焚烧更充分，同时压缩空气还能助燃以提高焚烧温度，减少有害物质生成；2、设置旋流器使废液高速旋转运动，进而使气液实现旋转混合，提高混合均匀性及混合效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种雾化喷嘴的整体结构示意图；

图2是图1中A-A向的剖视结构示意图；

图3是本发明实施例提供的底座的立体结构示意图；

图4是本发明实施例提供的外喷头的立体结构示意图；

图5是本发明实施例提供的外喷头的剖视结构示意图；

图6是本发明实施例提供的喷芯的立体结构示意图；

图7是本发明实施例提供的喷芯的剖视结构示意图；

图8是本发明实施例提供的喷芯的正视结构示意图；

图9是图8中B-B向的剖视结构示意图；

图10是本发明实施例提供的旋流器的立体结构示意图一；

图11是本发明实施例提供的旋流器的立体结构示意图二。

图中：

1、底座；11、液体通道；12、第一气体通道；13、分隔壁；

2、外喷头；21、安装腔；22、喷腔；221、喷孔；23、锥形扩流腔；24、气体过渡腔；

3、喷芯；31、液体旋流腔；32、第二气体通道；33、气液混合腔；331、进气孔；34、压缩腔；

4、旋流器；41、旋流片；42、旋流通道。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本发明实施例提供了一种雾化喷嘴，如图1-图11所示，该雾化喷嘴包括底座1、外喷头2、喷芯3和旋流器4，底座1与外喷头2连接，喷芯3与底座1和外喷头2均连接，旋流器4设于喷芯3内。可选地，底座1上设有液体通道11，沿液体通道11的周向设有第一气体通道12。外喷头2与底座1固定连接，外喷头2上设有与液体通道11和第一气体通道12均连通的喷孔221。喷芯3设于底座1和外喷头2之间，喷芯3包括液体旋流腔31和气液混合腔33，液体旋流腔31与液体通道11连通，液体旋流腔31的外周设有与第一气体通道12连通的第二气体通道32，气液混合腔33与喷孔221和液体旋流腔31均连通，气液混合腔33的腔室壁上开设有进气孔331，进气孔331与第二气体通道32连通。旋流器4设置于液体旋流腔31内，用于使液体旋转运动。

使用时，废液从底座1上的液体通道11进入喷嘴，流经液体旋流腔31内的旋流器4形成旋转运动后流入气液混合腔33内，压缩空气自底座1的第一气体通道12流入喷嘴，流经第二气体通道32及进气孔331流入气液混合腔33内与液体旋转混合实现雾化，混合后的雾化气液混合物流经喷孔221喷出。

通过压缩空气雾化化工废液，能够使废液雾化更加均匀细致，雾化粒径更小，从而使废液焚烧更充分，同时压缩空气还能助燃以提高焚烧温度，减少有害物质生成。设置旋流器4使废液高速旋转运动，进而使气液实现旋转混合，提高混合均匀性及混合效率。

可选地，液体通道11开设于底座1的中部，以供化工废液流入。第一气体通道12设有多个，多个第一气体通道12沿液体通道11的周向等间隔分布，以对压缩空气进行均匀分布。进一步地，第一气体通道12与液体通道11之间设有分隔壁13，以将气液分隔，避免废液与压缩空气串流。底座1的外周设有外螺纹以便于与外喷头2的安装固定。

可选地，外喷头2为喷嘴的外壳体，外喷头2与底座1固定连接形成安装腔21，以便于喷芯3的安装。具体地，外喷头2的内壁开设有内螺纹，外喷头2的内螺纹与底座1的外螺纹配合实现可拆卸固定连接，以便于拆装、更换。在其他实施例中，也可在外喷头2的外壁开设有外螺纹，在底座1的内壁开设内螺纹实现两者的螺纹连接，或通过铆接、销接等其他固定件对底座1和外喷头2进行固定，不局限于本实施例的方案。

进一步地，如图4和图5所示，外喷头2内还设有喷腔22，喷腔22与安装腔21连通，喷腔22为锥形腔，沿气液流动方向，喷腔22的直径逐渐减小。进一步地，外喷头2内还设有锥形扩流腔23，锥形扩流腔23与安装腔21和喷腔22均连通，沿气液流动方向，锥形扩流腔23的直径逐渐增大。按此设置，雾化后的气液混合物经锥形扩流腔23得以扩流减速，再经直径逐渐减小的喷腔22得以增大气液喷射压力，增强喷射雾化效果。

优选地，喷孔221的轴线方向与气液的流动方向成预设夹角γ设置，以控制喷嘴的喷射方向和喷射范围。于本实施例中，喷孔221设有多个，多个喷孔221等间隔开设于锥形腔的弧形腔室壁上，通过将喷孔221开设于锥形腔的弧形腔室壁使得喷孔221的轴线与气液流动方向成预设夹角γ设置。在其他实施中，也可通过仅将喷孔221的轴线倾斜设置，从而使得喷孔221达到预设倾角也能达到改变喷射方向和喷射范围的目的，不以本实施例为限。可选地，预设夹角γ具体根据需要设置，例如预设夹角γ可以是45°、60°等等，预设夹角γ越大，相应喷嘴的喷射角度和喷射范围越大。特殊地，γ为零度时，喷孔221喷射方向与液体流动方向一致即气液不改变流动方向直接喷射出；γ为九十度时，喷孔221喷射方向与液体流动方向垂直即为垂直喷射，使液体九十度转向。

如图6-图9所示，可选地，喷芯3固定设于安装腔21内，气液混合腔33的外壁与外喷头2的内壁之间形成气体过渡腔24，气体过渡腔24与进气孔331和第二气体通道32均连通。以将自第二气体通道32流出的压缩空气引流至进气孔331后进入气液混合腔33内。于本实施例中，通过底座1与外喷头2的螺纹拧动将喷芯3抵紧于安装腔21的腔室壁和底座1之间，无需额外的紧固件对喷芯3进行紧固，简化结构，同时仅通过底座1与外喷头2之间的螺纹拆装即可实现喷芯3的拆装，十分便捷。

相应地，第二气体通道32设有多个，多个第二气体通道32沿液体旋流腔31的周向等间隔分布，以对压缩空气进行再次均匀分布。可选地，多个第二气体通道32与多个第一气体通道12一一对应连通，第二气体通道32的直径小于第一气体通道12的直径，以此设计，使得压缩空气的流速逐渐加快，使进入气液混合腔33的压缩空气得以提速，增强后续气液混合效果。

如图2所示，旋流器4安装于液体旋流腔31内且与液体旋流腔31的腔室壁和底座1的分隔壁13均抵接。通过液体旋流腔31的腔室壁和底座1的分隔壁13就能实现对旋流器4的安装固定，减少额外零部件设置，进一步简化了结构。

如图10和图11所示，进一步地，旋流器4包括旋流片41，过旋流器4的中心位置作与水流方向平行的线L，每一旋流片41中，旋流片41靠近气液混合腔33的一面上设有第一点A，过第一点A与线L做第一平面X，旋流片41远离气液混合腔33的一端上设有第二点B，过第二点B与线L做第二平面Y，第二平面Y与第一平面X成夹角α设置，旋流片41设有多个且成环形分布，相邻两个旋流片41之间形成旋流通道42。按此设置，即可形成多个倾斜的旋流通道42，以对液体旋转切割并传输至气液混合腔33内与气体混合雾化，提高混合效率。本实施例中，旋流片41设有六个，六个旋流片41成一体设置形成螺旋形。在其他实施例中，旋流片41的也可设置为8个、10个等等，不以本实施例为限。

进一步地，如图9所示，过进气孔331的轴线与气液混合腔33的外壁的交点和气液混合腔33的中心线做第三平面Z，进气孔331的轴线与第三平面Z成锐角β设置。按此设置，压缩空气经进气孔331进入气液混合腔33内形成切向旋转运动，与内部旋转的废液配合形成双重旋转运动，极大地提高气液混合均匀性及充分性。为增强混合效率，进气孔331设有多个，多个进气孔331沿气液混合腔33的周向均匀分布，以使压缩空气均匀分配进入气液混合腔33内，提高气液混合均匀性。具体地，以图9中所示的顺时针和逆时针方向为例说明，每一进气孔331的轴线均相对于第三平面Z沿顺时针方向偏转形成的锐角β为15°，以此设置，形成顺时针的旋转气流。当然在其他实施例中，也可将进气孔331的轴线相对于第三平面Z沿逆时针方向偏转，以此形成逆时针转动的旋转气流。

进一步优选地，经进气孔331的压缩空气的旋转方向与经旋流通道42的液体的旋转方向相反，使液体和压缩空气起到更好碰撞雾化效果，使气液混合更充分。于本实施例中，进气孔331沿经进气孔331流入气液混合腔33内的压缩气体成顺时针旋转，而经旋流通道42流出的废液则成逆时针转动，从而形成气体与液体的碰撞混合雾化。在其他实施例中，也可设置经进气孔331流入气液混合腔33内的压缩气体成逆时针旋转，而经旋流通道42流出的废液则成顺时针转动，从而形成气体与液体的碰撞混合雾化，不以本实施例为限。进一步可选地，多个进气孔331分成多组，多组进气孔331沿气液混合腔33的长度方向间隔设置，每相邻两组进气孔331交错分布。通过设置多个交错分布的进气孔331，能够将压缩空气切割形成多个进气流路，为之后压缩空气与废液在气液混合腔33的混合雾化提供有利条件使其混合更顺利、更流畅。于本实施例中，多个进气孔331分成三组，每一组的进气孔331设有四个，四个进气孔331沿气液混合腔33的周向均匀分布，配合形成一层旋转气流，三组进气孔331在气液混合腔33内形成三层旋转气流以增大与废液旋转混合面积。在其他实施例中，进气孔331的组数及数量可根据气液混合腔33的长度设置，不以本实施例为限。

可选地，喷芯3还包括压缩腔34，液体旋流腔31通过压缩腔34与气液混合腔33连通，压缩腔34的直径小于液体旋流腔31和气液混合腔33的直径，从而能够对液体旋流腔31流出的旋转液体进行加速，加速后的液体流入直径较大的气液混合腔33内进行旋转混合，既使液体获得更大的旋转速度，又能进一步增大混合空间，进一步增强混合效果。

本发明实施例还提供了一种废液焚烧装置，其包括如上所述的雾化喷嘴，使用该雾化喷嘴对废液进行雾化，能够提高焚烧装置的充分性和均匀性，且还能确保焚烧装置的焚烧温度，减少有害物质的生成。

综上，本发明实施例提供的一种雾化喷嘴及废液焚烧装置，使用时，废液从底座1上的液体通道11进入喷嘴，流经液体旋流腔31内的旋流器4形成旋转运动后流入气液混合腔33内，压缩空气自底座1的第一气体通道12流入喷嘴，流经第二气体通道32及进气孔331流入气液混合腔33内与液体旋转混合实现雾化，混合后的雾化气液混合物流经喷孔221喷出。

其具备以下优势：1、通过压缩空气雾化化工废液，能够使废液雾化更加均匀细致，雾化粒径更小，从而使废液焚烧更充分，同时压缩空气还能助燃以提高焚烧温度，减少有害物质生成；2、设置旋流器4使废液高速旋转运动，进而使气液实现旋转混合，提高混合均匀性及混合效率。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种雾化喷嘴，其特征在于，包括：

底座(1)，所述底座(1)上设有液体通道(11)和第一气体通道(12)；

外喷头(2)，与所述底座(1)固定连接，所述外喷头(2)上设有与所述液体通道(11)和所述第一气体通道(12)均连通的喷孔(221)；

喷芯(3)，设于所述底座(1)和所述外喷头(2)之间，所述喷芯(3)包括液体旋流腔(31)和气液混合腔(33)，所述液体旋流腔(31)与所述液体通道(11)连通，所述液体旋流腔(31)的外周设有与所述第一气体通道(12)连通的第二气体通道(32)，所述气液混合腔(33)与所述喷孔(221)和所述液体旋流腔(31)均连通，所述气液混合腔(33)的腔室壁上开设有进气孔(331)，所述进气孔(331)与所述第二气体通道(32)连通；

旋流器(4)，设置于所述液体旋流腔(31)内，用于使液体旋转运动。

2.根据权利要求1所述的雾化喷嘴，其特征在于，所述旋流器(4)包括旋流片(41)，过所述旋流器(4)的中心位置作与水流方向平行的线L，所述旋流片(41)靠近所述气液混合腔的一端上设有第一点A，过第一点A与线L做第一平面X，所述旋流片(41)远离所述气液混合腔的一端上设有第二点B，过第二点B与线L做第二平面Y，第二平面Y与第一平面X成夹角α设置；

所述旋流片(41)设有多个且成环形分布，相邻两个所述旋流片(41)之间形成旋流通道(42)，所述旋流通道(42)与所述液体通道(11)和所述气液混合腔(33)均连通。

3.根据权利要求2所述的雾化喷嘴，其特征在于，过所述进气孔(331)的轴线与所述气液混合腔(33)的外壁的交点和所述气液混合腔(33)的中心线做第三平面Z，所述进气孔(331)的轴线与所述第三平面Z成锐角β设置。

4.根据权利要求3所述的雾化喷嘴，其特征在于，经所述进气孔(331)的压缩空气的旋转方向与经所述旋流通道(42)的液体的旋转方向相反。

5.根据权利要求1所述的雾化喷嘴，其特征在于，所述进气孔(331)设有多个，多个所述进气孔(331)分成多组，多组所述进气孔(331)沿所述气液混合腔(33)的长度方向间隔设置，每相邻两组所述进气孔(331)交错分布。

6.根据权利要求1所述的雾化喷嘴，其特征在于，所述第二气体通道(32)的直径小于所述第一气体通道(12)的直径。

7.根据权利要求1所述的雾化喷嘴，其特征在于，所述喷芯(3)还包括压缩腔(34)，所述液体旋流腔(31)通过所述压缩腔(34)与所述气液混合腔(33)连通，所述压缩腔(34)的直径小于所述液体旋流腔(31)和所述气液混合腔(33)的直径。

8.根据权利要求1所述的雾化喷嘴，其特征在于，所述外喷头(2)与所述底座(1)固定连接形成安装腔(21)，所述喷芯(3)固定设于所述安装腔(21)内，所述气液混合腔(33)的外壁与所述外喷头(2)的内壁之间形成气体过渡腔(24)，所述气体过渡腔(24)与所述进气孔(331)和所述第二气体通道(32)均连通。

9.根据权利要求1所述的雾化喷嘴，其特征在于，所述喷孔(221)的轴线方向与气液的流动方向成预设夹角γ设置。

10.一种废液焚烧装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的雾化喷嘴。

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