CN209396924U - 多通道三相喷嘴 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种多通道三相喷嘴，该多通道三相喷嘴包括：喷嘴本体，喷嘴本体从外至内依次设置有废液流道、雾化气体流道和用于输送氧化剂和含碳有机物的内侧多通道，废液流道的末端设置有预混室，预混室与雾化气体流道的末端相连通；雾化喷头，雾化喷头与预混室相连通。本实用新型中，喷嘴具有从外至内依次设置的废液流道、雾化气体流道和外侧多通道，雾化气体与废液在预混室内混合喷出后与氧化剂、含碳有机物一同喷入气化炉内，在气化炉的高温下，氧化剂迅速与含碳有机物中的挥发份和含碳粒发生燃烧反应并形成高温火焰，高温会将雾化液滴迅速气化，酚类和其他有机质在高温下会全部转换成合成气，解决了含油酚氨等有机质的废水处理难的问题。

Description

多通道三相喷嘴

技术领域

本实用新型涉及含有机质废水处理技术领域，具体而言，涉及一种多通道三相喷嘴。

背景技术

在焦化、兰炭以及鲁奇炉等工艺流程中存在大量的含有油酚氨等有机质的废水，这些废水的净化需要通过酚氨回收工艺，但该工艺处理含油废水仍有一定难度，并且该过程投资和能耗均比较大，回收的酚氨产品有限，很难保证整体工艺经济性。也有不少业内学者建议在生产这些废水的工厂内配合水煤浆制气工艺，将废水直接制成水煤浆并在气化炉内进行转化。但由于酚氨废水刺激性气味较大，绝大多数工厂制浆车间都不采用酚氨废水制浆这种做法，因此到目前为止，含油酚氨等有机质的废水处理难的问题一直未能获得解决。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型提出了一种多通道三相喷嘴，旨在解决目前含有机质的废水处理难的问题。

本实用新型提出了一种多通道三相喷嘴，该多通道三相喷嘴包括：喷嘴本体，喷嘴本体从外至内依次设置有废液流道、雾化气体流道和用于输送氧化剂和含碳有机物的内侧多通道，废液流道的末端设置有预混室，预混室与雾化气体流道的末端相连通；雾化喷头，雾化喷头与预混室相连通。

进一步地，上述多通道三相喷嘴中，预混室的横截面积小于废液流道的横截面积。

进一步地，上述多通道三相喷嘴中，废液流道与雾化气体流道之间的壁面的靠近喷嘴本体的出口的位置为向废液流道内部折弯的折弯壁面。

进一步地，上述多通道三相喷嘴中，折弯壁面包括：第一倾斜壁和第二倾斜壁；其中，第一倾斜壁和第二倾斜壁沿废液流道内的物料的输送方向依次设置；第一倾斜壁沿废液流道的径向向废液流道的内部倾斜；第二倾斜壁沿雾化气体流道的径向雾化气体流道的内部倾斜。

进一步地，上述多通道三相喷嘴中，第二倾斜壁与喷嘴本体的轴向的夹角为α，α的范围为15°～30°。

进一步地，上述多通道三相喷嘴中，内侧多通道包括：氧化剂通道和含碳有机物通道；其中，氧化剂通道与含碳有机物通道从外至内依次设置。

进一步地，上述多通道三相喷嘴中，氧化剂通道的出口沿氧化剂通道的径向向氧化剂通道的内部收缩。

进一步地，上述多通道三相喷嘴中，氧化剂通道的出口与喷嘴本体的轴向的夹角为γ，γ小于60°。

进一步地，上述多通道三相喷嘴中，雾化喷头为沿喷嘴本体头部周向分布的多个开孔，并且，各开孔对应预混室设置。

进一步地，上述多通道三相喷嘴中，各开孔的轴向与喷嘴本体的轴向之间的夹角为β，β比γ小1°～5°。

本实用新型中，喷嘴具有从外至内依次设置的废液流道、雾化气体流道和外侧多通道，雾化气体与废液在预混室内混合后经雾化喷头喷出后与氧化剂、含碳有机物一同喷入气化炉内，在气化炉的高温下，氧化剂会迅速与含碳有机物中的挥发份和含碳粒发生燃烧反应并形成高温火焰，高温会将雾化液滴迅速气化，酚类和其他有机质在高温下会全部转换成合成气，而剩余含少量杂质的水蒸汽经水洗后则会变为较易处理的废水排出，从而省去投资能耗巨大的酚氨废水回收工段，解决了含油酚氨等有机质的废水处理难的问题。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的多通道三相喷嘴的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的多通道三相喷嘴中，雾化气体喷口的局部放大图；

图3为本实用新型实施例提供的多通道三相喷嘴中，雾化气体喷口的A-A截面示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

参见图1，图中示出了本实施例提供的多通道三相喷嘴的优选结构。如图所示，该多通道三相喷嘴包括：喷嘴本体1和雾化喷头2。其中，喷嘴本体1从外至内依次设置有废液流道11、雾化气体流道12和用于输送氧化剂和含碳有机物的内侧多通道13，且废液流道11、雾化气体流道12和内侧多通道13围绕共同轴线设置。具体实施时，废液一般为含有酚类、油气或其他有机质在内的多种废水，氧化剂可以为含氧气体，含碳有机物可以为煤粉。废液流道11的末端设置有预混室3，预混室3则与雾化气体流道12相连通，雾化气体由雾化气体流道12的末端进入预混室3，并在喷出喷嘴本体1外部之前与预混室3内的含有有机质的废液进行预先混合。雾化喷头2与预混室3相连通，混合后的雾化气体与含有机质的废液混合成泡状流由雾化喷头2雾化成为雾化液滴并喷出，内侧多通道13则喷出氧化剂和含碳有机物，从而形成了多通道三相喷嘴。喷出后的雾化液滴、氧化剂和含碳有机物一同喷入气化炉内，在气化炉的高温下，混合后的氧化剂和含碳有机物中，氧化剂会迅速与含碳有机物中的挥发份和含碳粒发生燃烧反应，形成高达2000℃的高温火焰，高温会将雾化液滴迅速气化，气化后的酚类和油气会继续发生裂解反应并生成CO和H₂，水蒸气也会和含碳有机物热解后形成的含碳粒发生碳水反应并生成CO和H₂，最终喷入的废液中的油、酚和其他有机物质会全部转化，而剩余含少量杂质的水蒸汽经水洗后则会变为较易处理的废水排出。

本实施例中，喷嘴具有从外至内依次设置的废液流道11、雾化气体流道12和外侧多通道，雾化气体与废液在预混室3内混合后经雾化喷头2喷出后与氧化剂、含碳有机物一同喷入气化炉内，在气化炉的高温下，氧化剂会迅速与含碳有机物中的挥发份和含碳粒发生燃烧反应并形成高温火焰，高温会将雾化液滴迅速气化，酚类和其他有机质在高温下会全部转换成合成气，而剩余含少量杂质的水蒸汽经水洗后则会变为较易处理的废水排出，从而省去投资能耗巨大的酚氨废水回收工段，解决了含油酚氨等有机质的废水处理难的问题。

上述实施例中，预混室3的横截面积小于废液流道11的横截面积，这样，当废液流道11内的废液进入预混室3内时，由于流通面积的减小，会使预混室3中的废液流速高于废液流道11中的废液流速，增加了预混室3内废液流体的湍动度，以便于与从雾化气体流道12喷出的氧化剂进行充分预混。

参见图2，废液流道11与雾化气体流道12之间存在壁面，该壁面的靠近喷嘴本体1的出口的位置为向废液流道11内部折弯的折弯壁面4，即折弯壁面4的折弯位置向废液流道11内部凸设。折弯壁面4的末端为折弯段，折弯段与废液流道11的末端形成预混室3，同时实现了预混室3的横截面积小于废液流道11的横截面积。

上述实施例中，折弯壁面4包括：第一倾斜壁41和第二倾斜壁42。其中，第一倾斜壁41和第二倾斜壁42沿着废液流道11内废液的输送方向依次设置，且第一倾斜壁41沿废液流道11的径向向废液流道11的内部倾斜，第二倾斜壁42沿雾化气体流道12的径向向雾化气体流道12的内部倾斜，第二倾斜壁42即为折弯壁面4的折弯段，即折弯壁面4先向废液流道11的内部倾斜，再向雾化气体流道12的内部倾斜。具体实施时，参见图2和图3，第二倾斜壁42上开设有多个雾化气体喷口43，雾化气体通过各雾化气体喷口43喷入预混室3内，并与预混室3内的废液混合。具体实施时，雾化气体喷口43的直径为0.5mm～2mm，雾化气体喷口43的气速保持在10m/s以下，雾化气体喷口43的个数根据最终设计气速来确定。

上述实施例中，第二倾斜壁42与喷嘴本体1的轴向的夹角为α，α的范围为15°～30°，优选30°，该角度下废液会在预混室3内形成微弱的旋流，从而加强了废液与雾化气体的预混作用。

上述实施例中，内侧多通道13包括：用于输送氧化剂的氧化剂通道131和用于输送含碳有机物的含碳有机物通道132。其中，废液流道11、雾化气体流道12、氧化剂通道131和含碳有机物通道132围绕共同轴线、从外至内依次设置，保证了喷嘴的结构紧凑。具体实施时，含碳有机物经由位于中心的含碳有机物通道132喷出，含碳有机物速度控制在10m/s以下。

上述实施例中，雾化喷头2为沿喷嘴本体1头部周向分布的多个开孔，且各开孔对应预混室3设置，各开孔的轴向与喷嘴本体1的轴向之间的夹角为β，各开孔的直径需要保证雾化喷头2的出口气液两相速度在40m/s以上，以保证废液在雾化喷头2喷出后的二次剪切雾化。

上述实施例中，氧化剂通道131的出口沿氧化剂通道131的径向向氧化剂通道131的内部收缩，即氧化剂通道131的出口为缩口，缩口与喷嘴本体1的轴向的夹角为γ，γ小于60°，同时，γ比β大1°～5°，该角度可以保证含碳有机物与氧化剂喷出混合后不会与雾化液滴粘结成块，并且可以保证含碳有机物通道132喷出的火焰刚性。

综上，本实施例中，喷嘴具有从外至内依次设置的废液流道11、雾化气体流道12和外侧多通道，雾化气体与废液在预混室3内混合后经雾化喷头2喷出后与氧化剂、含碳有机物一同喷入气化炉内，在气化炉的高温下，氧化剂会迅速与含碳有机物中的挥发份和含碳粒发生燃烧反应并形成高温火焰，高温会将雾化液滴迅速气化，酚类和其他有机质在高温下会全部转换成合成气，而剩余含少量杂质的水蒸汽经水洗后则会变为较易处理的废水排出，从而省去投资能耗巨大的酚氨废水回收工段，解决了含油酚氨等有机质的废水处理难的问题。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种多通道三相喷嘴，其特征在于，包括：

喷嘴本体(1)，所述喷嘴本体(1)从外至内依次设置有废液流道(11)、雾化气体流道(12)和用于输送氧化剂和含碳有机物的内侧多通道(13)，所述废液流道(11)的末端设置有预混室(3)，所述预混室(3)与所述雾化气体流道(12)的末端相连通；

雾化喷头(2)，所述雾化喷头(2)与所述预混室(3)相连通。

2.根据权利要求1所述的多通道三相喷嘴，其特征在于，

所述预混室(3)的横截面积小于所述废液流道(11)的横截面积。

3.根据权利要求1所述的多通道三相喷嘴，其特征在于，

所述废液流道(11)与所述雾化气体流道(12)之间的壁面的靠近所述喷嘴本体(1)的出口的位置为向所述废液流道(11)内部折弯的折弯壁面(4)。

4.根据权利要求3所述的多通道三相喷嘴，其特征在于，所述折弯壁面(4)包括：第一倾斜壁(41)和第二倾斜壁(42)；其中，

所述第一倾斜壁(41)和所述第二倾斜壁(42)沿所述废液流道(11)内的物料的输送方向依次设置；

所述第一倾斜壁(41)沿所述废液流道(11)的径向向所述废液流道(11)的内部倾斜；

所述第二倾斜壁(42)沿所述雾化气体流道(12)的径向所述雾化气体流道(12)的内部倾斜。

5.根据权利要求4所述的多通道三相喷嘴，其特征在于，

所述第二倾斜壁(42)与所述喷嘴本体(1)的轴向的夹角为α，α的范围为15°～30°。

6.根据权利要求1所述的多通道三相喷嘴，其特征在于，所述内侧多通道(13)包括：氧化剂通道(131)和含碳有机物通道(132)；其中，

所述氧化剂通道(131)与所述含碳有机物通道(132)从外至内依次设置。

7.根据权利要求6所述的多通道三相喷嘴，其特征在于，

所述氧化剂通道(131)的出口沿所述氧化剂通道(131)的径向向所述氧化剂通道(131)的内部收缩。

8.根据权利要求6所述的多通道三相喷嘴，其特征在于，

所述氧化剂通道(131)的出口与所述喷嘴本体(1)的轴向的夹角为γ，γ小于60°。

9.根据权利要求8所述的多通道三相喷嘴，其特征在于，

所述雾化喷头(2)为沿所述喷嘴本体(1)头部周向分布的多个开孔，并且，各所述开孔对应所述预混室(3)设置。

10.根据权利要求9所述的多通道三相喷嘴，其特征在于，

各所述开孔的轴向与所述喷嘴本体(1)的轴向之间的夹角为β，β比γ小1°～5°。