[实用新型]撞击式混合雾化装置及组合雾化系统

说明书

本实用新型公开了一种撞击式混合雾化装置，包括两个以上入口通道和三个以上出口通道；入口通道用于引导驱动流体和被动流体流入雾化装置；出口通道围绕雾化装置的中心轴由内向外对称排布；其中，一个以上出口通道为驱动流体通道，用于引导驱动流体流出；两个以上出口通道为被动流体通道，用于引导被动流体流出。本实用新型利用一股流体加速另一股流体，并在雾化器内部或外部以接近的动量发生撞击，实现雾化混合，不仅提升了雾化效果，而且延长了雾化装置的使用寿命。本实用新型公开了一种由撞击式混合雾化装置组合而成的组合雾化系统。

技术领域

本实用新型涉及气化工艺领域，特别是涉及气流床气化反应器的进料与混合技术，更具体地说，是涉及一种高粘度碳氢化合物流体的雾化装置。

背景技术

气化是大规模、高效、清洁利用煤炭等碳氢燃料的最有效方式，也是相关化工工艺的龙头技术。气流床气化技术，由于生产强度大、环保性强，是煤气化技术中的主流技术。气流床反应器中，煤浆或煤粉与气化剂通过雾化器高速喷入发生雾化混合。雾化器是气流床气化炉的关键设备，其雾化与控制性能是气化炉反应与操作性能的关键。

在水煤浆流体中含有固体颗粒的情况下，提高流体速度会增加对雾化器的磨损，缩短雾化器的使用寿命，因此，现有的雾化器均以气流或气力雾化装置为主，其本质为雾化气体与浆体间动量的交换。由于气体质量流率较小，且受反应计量控制，因此不得不增加气体的流速，以满足雾化的要求，这样就造成了雾化器喷出速度过快、雾化效果不理想、雾化角度难控制、反应介质在反应器中停留时间短等问题。

除了上述压力雾化方式外，目前在水煤浆气化炉雾化方式上也有采用气动剪切雾化的方式，例如，专利CA1206003A、CN2306406Y等公开了一种气流内外同时剪切水煤浆的雾化方式；专利CN1056916C公开了一种部分气体与水煤浆预先部分混合喷出，然后再通过外环气体剪切的雾化器。这类雾化器通常具有结构简单、维修方便等特点，但是也存在以下问题：

(1)火焰形状调节余地小；由于目前缺乏合适的检测手段，火焰调节结果较难预测与控制；

(2)水煤浆与氧化剂雾化器在外部混合，单纯气力剪切情况下，雾化器雾化效果不理想，喷出速度过高；

(3)水煤浆与氧化剂在雾化器内部混合，形成压力雾化情况下，混合后的多相流容易对雾化器形成冲蚀，影响雾化器的可用寿命；

(4)应用于气流床燃烧或气化情况下，雾化器端部容易形成富氧燃烧，导致局部过热，缩短部件使用寿命。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种撞击式混合雾化装置，它雾化效果好，使用寿命长。

为解决上述技术问题，本实用新型的撞击式混合雾化装置，包括两个以上入口通道和三个以上出口通道；

所述入口通道用于引导驱动流体和被动流体流入雾化装置；

所述出口通道围绕所述雾化装置的中心轴由内向外对称排布；其中，一个以上出口通道为驱动流体通道，用于引导驱动流体流出；两个以上出口通道为被动流体通道，用于引导被动流体流出。

所述出口通道的出口为沿雾化器中心轴对称布置的环隙、狭缝、圆孔中的一种或多种。

相邻的驱动流体通道和被动流体通道的出口夹角大于等于0°、小于90°，优选为0～ 10°，更优选为5～10°；两条被动流体通道的出口夹角为1～179°，优选为60～90°。

为了提升雾化效果，还可以在流体通道内设置能够使流体产生切向速度的构件(旋流有利于增大雾化角度，减小雾化粒径)。

为了扩大雾化装置对处理能力的适应性，通道间的阻隔构件可以沿雾化装置的喷嘴的中心轴轴向移动，以便于改变出口通道的横截面积。所述阻隔构件沿流体流动方向的直径可变，也可不变。