CN1795997A - 一种带有凸形圆环结构的自吸式气液两相喷嘴 - Google Patents

Abstract

一种带有凸形圆环结构的新型自吸式气液两相喷嘴，内圆筒[1]下端有渐缩形喷液嘴[3]，外圆筒[6]上有吸气口[7]，内圆筒[1]套装固定在中层圆筒[2]内，中层圆筒内[2]的喷液嘴[3]前方位置设有凸形圆环体[5]，喷液嘴[3]与凸形圆环体[5]之间形成环隙位[4]，中层圆筒[2]布设有配气孔[8]，凸形圆环体[5]的缩颈有配气孔[9]连通对应配气孔[8]，外圆筒[6]与中层圆筒[2]之间有配气室[10]。其设计合理，液体吸气量大、溶氧率高，结构新颖、实用性强、调节方便、适应面广，使用效果好，容易推广实施。

Description

一种带有凸形圆环结构的自吸式气液两相喷嘴

技术领域

本发明涉及一种废水处理装置，特别是一种带有凸形圆环结构的自吸式气液两相喷嘴。

背景技术

气液两相混合是常见的一种混合方式，如石油化工行业的气液混合反应过程、燃油与空气混合燃烧过程、物料的冷却、脱水干燥过程等。有机废水好氧生物处理是一项已广泛应用并具有良好发展前景的环境治理技术，除油及除悬浮物的气浮过程也是环境工程中常用的一个单元操作，这两个过程的正常运行，都需要向系统中鼓入足够的空气，把气液两相进行混合，其混合程度直接影响处理效果，在有机废水好氧生物处理装置中，通常用到射流曝气器实现气液混合，常用的射流曝气器有供气式和自吸式两种，主要结构有喷嘴、吸入室和混合室三个部分。因自吸式曝气器能省去送气动力设备，且自吸挟气量能够满足许多过程的需要，因而其研究开发受到许多研究人员的关注。自吸式曝气器的吸气量及溶氧率与结构尺寸和处理的液体量有关，当其结构尺寸尤其是喷嘴直径确定后，吸气量将随液体处理量的变化而发生较大的变化。而现有的自吸式曝气器因受其结构设计的局限，在吸气量、溶氧率上不够理想，难以适应不同工艺的需要。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点而提供一种吸气量大、气液接触均匀、溶氧时间比较长和溶氧效率比较高的带有凸形圆环结构的新型自吸式气液两相喷嘴。

本发明的目的可以通过如下技术措施来实现：本喷嘴为圆筒式结构，其至少设有三层同心圆筒，内圆筒的下端有渐缩形喷液嘴，套装固定在中层圆筒内，中层圆筒内的喷液嘴前方位置设有凸形圆环体，凸形圆环体的中部有缩颈，缩颈是凸形圆环体口径最小处，凸形圆环体上部向下向内渐缩至缩颈，缩颈以下为向下向外扩张形，凸形圆环体表面为流线形结构，喷液嘴与凸形圆环体之间形成环隙位，当有液体从喷液嘴高速喷出时，环隙位可形成足够高的真空区，中层圆筒在对应喷液嘴与凸形圆环体之间形成环隙位处及凸形圆环体处分别布设有配气孔，凸形圆环体的缩颈设有配气孔连通中层圆筒的对应配气孔，外圆筒套装中层圆筒外，外圆筒与中层圆筒之间的间隙形成配气室，外圆筒上设有吸气口，吸气口连通配气室，中层圆筒内环隙位、凸形圆环体的缩颈由配气孔连通配气室。

应用中，液相由内圆筒喷液嘴喷出，空气由吸气口进入配气室，然后经配气孔进入中层圆筒内环隙位，经高速喷射液体的紊流剪切细化作用和环隙位强化混合结构的作用下，空气中的氧能较快地溶入液相中，中层圆筒内凸形圆环体的缩颈为高速射流的“缩脉”处，凸形圆环体的作用在于除了强化气液混合及气液传质过程外，更重要的是利用了流体力学中的缩脉现象，形成对二次吸气过程，因而能延长溶氧时间和提高溶氧动力，空气通过凸形圆环体上的配气孔进入“缩脉”处，与液体进一步混合喷出。

本发明设计合理，配气均匀、效果好，凸形圆环体的缩颈产生缩、放效果提高吸气及气液接触时间，并提高了气液接触面积，延长溶氧时间和提高溶氧动力，从而使液体吸气量大、溶氧率高，结构新颖、实用性强、调节方便、适应面广，使用效果好，容易推广实施。

附图说明

图1是本发明的结构图。

具体实施方式

参照图1，本喷嘴为圆筒式结构，下端为喷嘴出口，有内圆筒[1]、中层圆筒[2]、外圆筒[6]三层同心圆筒套装组成，内圆筒[1]套装固定在中层圆筒[2]内，其下端为渐缩形喷液嘴[3]，喷液嘴[3]的直径应使液体流速介于10～40米/秒之间，喷液嘴[3]前方的中层圆筒[2]内置有一凸形圆环体[5]，喷液嘴[3]与凸形圆环体[5]之间的间隙形成环锥形空隙位[4]，凸形圆环体[5]的上端面距喷液嘴[3]下端面的间距为喷液嘴[3]直径的1～4倍，凸形圆环体[5]的中上部口径最小处为缩颈，缩颈的内孔径为喷液嘴[3]直径的1～4倍，凸形圆环体[5]上部为向内渐缩至其缩颈，缩颈以下为向下向外扩张形，凸形圆环体[5]表面为流线形结构，上端流线型表面与垂直方向夹角为20°～70°，下端流线型表面与垂直方向夹角为5°～45°。当液体从喷液嘴高速喷出时，空隙位可形成足够高的真空区，可使流入真空区的空气充分分散和强化气液混合，有助于充分利用高速液体射流的剪切细化作用。

中层圆筒[2]在对应喷液嘴与凸形圆环体之间形成环隙位[4]设有多个配气孔[8]，配气孔[8]的直径为喷液嘴[3]直径0.5～1倍，开孔率为内圆筒[1]流通面积的50％～150％，配气孔[8]穿过中层圆筒[2]连通环隙位[4]，中层圆筒[2]对应凸形圆环体[5]处布设有配气孔[8]，凸形圆环体[5]的缩颈布设有配气孔[9]连通中层圆筒对应配气孔，配气孔[9]的直径为缩颈直径的0.5～1倍，开孔率为缩颈流通截面面积的50％～150％，配气孔[8]、[9]为斜孔，其倾斜角为30°～60°，外圆筒[6]套装在中层圆筒[2]外，外圆筒[6]与中层圆筒[2]之间的间隙形成一个环形内腔，环形内腔为配气室[10]，外圆筒[6]的上部有吸气口[7]，吸气口[7]把配气室[10]连通外面，配气孔[8]把中层圆筒[2]内环隙位[4]连通配气室[10]，配气孔[9]把中层圆筒[2]内凸形圆环体[5]的缩颈连通配气室[10]。

本喷嘴在实际用于含酚废水的好氧生物处理中，经45天稳定运行结果表明：进水含酚浓度约为150mg/L，在有效容积约50L的反应器中停留2小时后，酚浓度即可降至约15mg/L，降酚率达90％左右，效果非常显著。

另外，本喷嘴在实际用于广东省佛山市某小型炼油厂的气浮装置时，该池宽3m、长8m、深3.5m，在池宽方向上均布了3个本喷嘴，喷嘴的出水口直径为100mm，高为3m，处理废水量达40×10³kg/d，运行结果表明：气泡细小，气浮效果好，且省了鼓风设备及操作维护费用。

Claims (10)

1、一种带有凸形圆环结构的自吸式气液两相喷嘴，内圆筒[1]下端有渐缩型喷液嘴[3]，外圆筒[6]上有吸气口[7]，其特征是其至少设有三层同心圆筒，内圆筒[1]套装固定在中层圆筒[2]内，中层圆筒内[2]的喷液嘴[3]前方位置设有凸形圆环体[5]，凸形圆环体[5]中部的缩颈口径最小，喷液嘴[3]与凸形圆环体[5]之间形成环隙位[4]，中层圆筒[2]在对应环隙位[4]、凸形圆环体[5]处设有配气孔[8]，凸形圆环体[5]的缩颈设有配气孔[9]连通中层圆筒[2]的对应配气孔[8]，外圆筒[6]套装中层圆筒[2]外面，外圆筒[6]与中层圆筒[2]之间的间隙形成配气室[10]。

2、根据权利要求1所述的喷嘴，其特征是喷嘴由内圆筒[1]、中层圆筒[2]、外圆筒[6]三层同心圆筒套装组成。

3、根据权利要求1所述的喷嘴，其特征是凸形圆环体[5]上部向下向内渐缩至缩颈，缩颈以下为向下向外扩张形。

4、根据权利要求1所述的喷嘴，其特征是凸形圆环体[5]表面为流线形结构，上端流线型表面与垂直方向夹角为20°～70°，下端流线型表面与垂直方向夹角为5°～45°。

5、根据权利要求1所述的喷嘴，其特征是喷液嘴[3]为渐缩形的锥形结构，锥角为30°～85°。

6、根据权利要求1所述的喷嘴，其特征是凸形圆环体[5]的上端面距喷液嘴[3]下端面的间距为喷液嘴[3]直径的1～4倍。

7、根据权利要求1所述的喷嘴，其特征是凸形圆环体[5]缩颈的内孔径为喷液嘴[3]直径的1～4倍。

8、根据权利要求1所述的喷嘴，其特征是配气孔[8]的直径为喷液嘴[3]直径0.5～1倍，开孔率为内圆筒[1]流通面积的50％～150％。

9、根据权利要求1所述的喷嘴，其特征是配气孔[9]的直径为凸形圆环体[5]缩颈直径的0.5～1倍。

10、根据权利要求1所述的喷嘴，其特征是配气孔[8]、[9]为斜孔，其倾斜角为30°～60°。