專利名稱：瀝青殘?jiān)炝６嗉?jí)相變噴霧造粒噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油化工設(shè)備，特別是涉及一種噴霧造粒塔的閃蒸噴霧造粒噴嘴。
背景技術(shù)：
在重油新加工工藝——重油超臨界梯級(jí)萃取分離工藝中，脫浙青油等優(yōu)質(zhì)組分分 離之后，需將剩余的浙青和膠質(zhì)等殘?jiān)M(jìn)行閃蒸噴霧造粒，以便后續(xù)的處理和應(yīng)用。由于超 臨界流體壓力很高，在噴霧造粒過(guò)程中，一次閃蒸霧化由于壓力驟然降低，溶劑汽化，氣體 體積膨脹劇烈，所形成的浙青顆粒組織疏松，密度過(guò)低，為浙青顆粒的儲(chǔ)藏運(yùn)輸帶來(lái)困難。 因此需要開(kāi)發(fā)出新的噴霧造粒噴嘴，能夠控制氣體的膨脹速度，以形成質(zhì)地密實(shí)，密度較大 的浙青固體顆粒，目前尚無(wú)成熟技術(shù)能夠解決這一問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的噴霧造粒系統(tǒng)由于超臨界噴霧造粒過(guò)程壓力很高，一次閃蒸霧 化由于壓力驟然降低，溶劑汽化，氣體體積膨脹劇烈，所形成的浙青顆粒組織疏松，密度過(guò) 低，為浙青顆粒的儲(chǔ)藏運(yùn)輸帶來(lái)困難的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種多級(jí)相變閃蒸霧化噴嘴，通過(guò) 所設(shè)計(jì)的新結(jié)構(gòu)，在噴嘴內(nèi)部形成多級(jí)相變過(guò)程，控制傳質(zhì)與傳熱速率，抑制氣體的膨脹速 度，可以形成質(zhì)地密實(shí)，密度較大的浙青固體顆粒，便于浙青顆粒的儲(chǔ)藏和運(yùn)輸。這種新的噴霧造粒噴嘴結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在不增加任何能耗和附加操作難度的條件下， 可以形成質(zhì)地密實(shí)，密度較大的浙青固體顆粒，便于浙青顆粒的儲(chǔ)藏和運(yùn)輸，滿足后續(xù)應(yīng)用 過(guò)程的需要。本發(fā)明解決這個(gè)技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是在噴嘴內(nèi)部，設(shè)計(jì)了兩級(jí)噴口，在 兩級(jí)噴口之間，設(shè)置了一個(gè)節(jié)流膨脹腔，采用兩級(jí)噴口直徑的不同比例，可以控制節(jié)流膨脹 腔內(nèi)的壓力。根據(jù)超臨界流體的熱力學(xué)條件，節(jié)流膨脹腔內(nèi)的壓力可以設(shè)置為噴嘴入口壓 力與出口壓力之間的一個(gè)壓力，將原來(lái)一次霧化分為兩次霧化，原先一次壓力驟降的過(guò)程 分為兩次壓力降低的過(guò)程，減小每次壓力降低的幅度，延緩溶劑汽化和膨脹的速度，從而產(chǎn) 生密度較大的浙青固體顆粒。這項(xiàng)可以控制所產(chǎn)生的固體顆粒密度的噴霧造粒技術(shù)，不增 加過(guò)程的操作難度，除了噴嘴外，在噴霧造粒系統(tǒng)不增加任何其他設(shè)備。本發(fā)明包括一種噴霧造粒噴嘴，其主體結(jié)構(gòu)由二級(jí)噴口 2，節(jié)流膨脹腔3，一級(jí)噴 口 4，噴嘴入口 5四部分組成。所述的二級(jí)噴口 2，其特征是這個(gè)噴口為圓柱形，直徑為dl，高度為bl，bl的變化 范圍為0. 2dl 50. Odlo所述的節(jié)流膨脹腔3，其特征是它是一個(gè)圓柱形空腔，直徑為d2，高度為b2，前部 與二級(jí)噴口 2相聯(lián)，后部與一級(jí)噴口 4相聯(lián)；其中，d2的變化范圍為0. Idl 20. Odl，b2的 變化范圍為1. Odl 100. Odl0所述的一級(jí)噴口 4，其特征是這個(gè)噴口為圓柱形，直徑為d3，高度為b3，d3的變化 范圍為0. ldl-5. Odl, b3的變化范圍為0. 2dl 50. Odl0
所述的噴嘴入口 5，其特征是入口內(nèi)徑d4的變化范圍為1.5dl 20.0dl。


本發(fā)明涉及的多級(jí)相變噴霧造粒噴嘴的結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖中1—噴嘴，2——二級(jí)噴口，3——節(jié)流膨脹腔，4——一級(jí)噴口，5——噴嘴 入口。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明噴嘴的工作過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。參考圖1，二級(jí)噴口 2為圓柱形，直徑為dl，高度為bl，bl的變化范圍為0.2dl 50. Odl。節(jié)流膨脹腔3，是一個(gè)圓柱形空腔，直徑為d2，高度為b2，前部與二級(jí)噴口 2相聯(lián)， 后部與一級(jí)噴口 4相聯(lián)；其中，d2的變化范圍為0. Idl 20. Odl，b2的變化范圍為1. Odl 100. Odl0 一級(jí)噴口 4為圓柱形，直徑為d3，高度為b3，d3的變化范圍為0. ldl-5. Odl, b3 的變化范圍為0. 2dl 50. Odl0噴嘴入口 5為圓柱形，入口內(nèi)徑d4的變化范圍為1. 5dl 20.Odl。本發(fā)明的多級(jí)相變噴霧造粒噴嘴使用過(guò)程，例如可以是，液相溶劑與浙青殘?jiān)?液相混合物經(jīng)噴嘴入口 5進(jìn)入多級(jí)相變噴霧造粒噴嘴1，混合物料通過(guò)一級(jí)噴口 4噴入節(jié) 流膨脹腔3，壓力初步降低，一部分液相溶劑發(fā)生汽化，同時(shí)在節(jié)流膨脹腔3中混合物液體 和氣相溶劑一起向一級(jí)噴D2流動(dòng)，在此期間，由于溶劑汽化和體積膨脹速度受到節(jié)流膨脹 腔3的抑制，液相浙青可以修復(fù)汽化溶劑在浙青中形成的小孔穴，質(zhì)地較為致密，然后氣相 溶劑以及液相溶劑和浙青殘?jiān)?jīng)過(guò)二級(jí)噴口 2噴出，溶劑汽化體積膨脹，液相浙青被霧化 成小液滴。由于溶劑汽化并且體積膨脹，系統(tǒng)溫度降低，浙青液滴凝固成為固體顆粒。由于 將原先一次霧化，壓力一次驟然降低的過(guò)程分為兩次降壓過(guò)程，控制了傳質(zhì)與傳熱速率，壓 力降低較為緩慢，溶劑汽化和體積膨脹的速度降低，浙青的質(zhì)地較為密實(shí)，從而可以形成密 度較大的浙青顆粒。一級(jí)噴口 4和二級(jí)噴口 2直徑的比例，以及節(jié)流膨脹腔3的直徑和長(zhǎng)度的變化，可 以調(diào)節(jié)節(jié)流膨脹腔3內(nèi)的壓力，并且可以控制一級(jí)霧化后的混合物流體在節(jié)流膨脹腔3內(nèi) 的停留時(shí)間，以便液相浙青修復(fù)由于溶劑汽化形成的微小孔穴，得到質(zhì)地較為密實(shí)的浙青 和密度較大的浙青顆粒。采用本發(fā)明提出的多級(jí)相變噴霧造粒噴嘴，可以控制閃蒸霧化過(guò)程中的傳質(zhì)與傳 熱速率，控制氣相介質(zhì)的膨脹速度，可以產(chǎn)生密度較大的浙青顆粒，為浙青顆粒的儲(chǔ)藏運(yùn)輸 以及后續(xù)浙青顆粒的應(yīng)用帶來(lái)便利。本發(fā)明提出的多級(jí)相變噴霧造粒噴嘴，可以用于所有的壓力噴霧造粒場(chǎng)所。
權(quán)利要求
一種噴霧造粒噴嘴1，其主體結(jié)構(gòu)主要包含有二級(jí)噴口2，節(jié)流膨脹腔3，一級(jí)噴口4，噴嘴入口5四部分組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二級(jí)噴口2，其特征是這個(gè)噴口為圓柱形，直徑為dl，高度 為bl, bl的變化范圍為0. 2dl 50. Odl0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)流膨脹腔3，其特征是它是一個(gè)圓柱形空腔，直徑為d2， 高度為b2，前部與二級(jí)噴口 2相聯(lián)，后部與一級(jí)噴口 4相聯(lián)；其中，d2的變化范圍為0. Idl 20. Odl, b2 的變化范圍為 1. Odl 100. Odl。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一級(jí)噴口4，其特征是這個(gè)噴口為圓柱形，直徑為d3，高度 為b3，d3的變化范圍為0. ldl-5. Odl, b3的變化范圍為0. 2dl 50. Odl。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴入口5，其特征是入口內(nèi)徑d4的變化范圍為1.5dl 20.Odl。
全文摘要
一種多級(jí)相變噴霧造粒噴嘴，在噴嘴內(nèi)部可以形成多級(jí)相變過(guò)程，能夠控制溶劑汽化及氣體的膨脹速度，可以形成質(zhì)地密實(shí)，密度較大的瀝青固體顆粒，便于瀝青顆粒的儲(chǔ)藏和運(yùn)輸。
文檔編號(hào)C10C3/14GK101987287SQ200910162469
公開(kāi)日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月6日
發(fā)明者孫學(xué)文, 徐春明, 毛羽, 王娟, 王江云, 趙鎖奇 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京)