[发明专利]雾化喷嘴装置、雾化方法及用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种流体雾化器，其包含：液体喷嘴，该液体喷嘴由收缩式集气管以环形方式围绕，该收缩式集气管具有空气转变锥(air transition cone)；以及雾化器喷嘴尖口，其下游连接至该收缩式集气管，该流体雾化器任选地包含混合室，定位于该混合室下游的喷嘴孔口连接至该任选的混合室。

液体以及含有固体粒子的分散体(如矿物质浆料)喷雾或雾化为细小滴以增大小滴比表面积，这可导致改善的化学或工程处理。因此，反应或反应参数可主要取决于小滴尺寸。

因此，本发明提供改善的雾化装置及将液体或含有固体粒子的浆料、分散体或乳液雾化为微粉化小滴的方法。在本发明的上下文中，雾化器是可将如上文中描述的液体流转化为细喷雾的装置。此外，本发明还涉及这种雾化装置及微粉化小滴的用途。举例而言，该用途可以是在需要将农作物相关产品精细分散于种子和／或植物上的农业领域中，涂装和／或涂布中，燃烧过程中(用于改善该燃烧过程期间产生的污染物的移除)，含有固体粒子的浆料或分散体的喷雾干燥中，或者消防领域中。本发明还涉及欲用本发明的雾化装置喷雾的浆料、分散体或乳液。

背景技术

在农业领域中，农作物和植物保护及施肥有时是必需的，以获得有利的收成。需要高效散布农作物保护剂及肥料以具有成本有效性。这可由本发明实现，因为该雾化装置可提供流体的高度有效的分散或雾化。在本发明的上下文中，流体涵盖任何液体物质、分散体、悬浮液和乳液。

在消防领域中，一种灭火方法是使用水。以水灭火的第一种方式是通过冷却来进行，其移除来自火焰的热量。这可通过水能借助于使水转化为水蒸气来吸收大量热量的能力来实现。以水灭火的第二种方式通过将火闷熄来进行。当水被加热到其沸点时，水转化为水蒸气。当此转化发生时，其由水蒸气稀释空气中的氧气，从而移除火焰燃烧所需的要素之一。这还可用泡沫实现。因此，最重要的是使灭火介质以尽可能小的小滴形式分散以提供高表面积，以达到冷却和闷熄效果。

在燃烧过程的领域中，由例如燃煤发电厂可知，其在全球范围内使用动力锅炉来产生电力；煤(先前称作沥青煤或海运煤，其为通过地下或露天采矿取自土地的化石燃料)在特定炉子中燃烧。取决于煤的类型(无烟煤、烟煤、次烟煤或褐煤)及其在地理区域中的丰度变化，这些煤中的硫含量显著不同且以之前所提的顺序递增。因此，褐煤为一种硫含量可达煤重量的10％且有时甚至更高的煤。硫含量问题变得显著，如在煤燃烧过程期间，除形成二氧化碳(CO₂)外，硫转化为二氧化硫(SO₂)，这为最大的由人类产生的SO₂来源，SO₂的一种污染气体，其会促使产生酸雨且引起显著的健康问题。其它污染物如氮氧化物(NO_x)、盐酸和重金属如汞、砷、铅、硒和镉为在这种燃烧过程期间进一步产生和／或累积的有害化合物。

然而，燃烧过程不只限于发电厂。还存在其它使用锅炉中的高温过程的技术，诸如造纸行业、钢铁行业、废物焚化行业或矿物材料生产业，这里仅是列举一些。

数十年来，环境问题及由此产生的不断发展的环境法规已使得这些高温工艺技术得到稳定改善。特别地，已经以捕获污染物、毒性废物及细粒作为目标且因此将其从燃烧和／或加热过程的废气中去除，从而减少其释放到大气的量且减少这类系统内的腐蚀。一种减少释放到大气中的二氧化碳的方法在于提高煤燃烧效率或改善反应过程。然而，这些污染物的形成不可避免且因此仍高度需要允许捕获这些污染物且将其自废气移除以提供几乎不含这些污染物的废气的方法。这类方法为本领域技术人员所知。

为了遵守环境法规且满足影响污染物排放至大气中的限制，使在工业燃烧过程中形成的燃烧产物经过烟道气脱硫(FGD)系统。通常在基于石灰或基于石灰石的湿式涤气器中处理烟道气以捕获SO₂，其中石灰或石灰石浆料与烟道气接触，然后将烟道气排放入大气。这类涤气器的有效性相当令人满意，其捕获燃料中存在的硫的1％至2％，然而其需要极大投资。

一种不同方法是将石灰或石灰石浆料喷射入锅炉高温区，此技术称为LIMB(石灰石喷射多级燃烧器(Limestone Injection Multistage Burner))。然而，这项技术对所形成的SO₂的捕获率不超过60％至65％。