水力喷射空气旋流器制造技术

本发明专利技术公开了一种水力喷射空气旋流器，包括空气旋流器和水力喷射雾化室，空气旋流器由中心排气管和旋流器筒体套装组成，中心排气管的上端伸出于旋流器筒体外，下端位置低于水力喷射雾化室的下端，旋流器筒体上设置有旋流口，旋流器筒体上部分的外围有一个圆柱状外夹套，与旋流器筒体的外壁连接构成水力喷射雾化室，与其相连接的这部分旋流器筒体的外壁上从上到下开有多个喷孔，水力喷射雾化室的上部设置有进液口，中心排气管的直径Dx为0.5d～0.6d mm；中心排气管的插入深度S为0.5H～0.75H mm；多个喷孔呈正方形阵列排布在圆柱段筒体的外壁上，且喷孔区域长度h为0.6S～1S mm。本发明专利技术能够实现气液高效传质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化学工程
，具体涉及一种水力喷射空气旋流器。
技术介绍
传统的气液传质设备主要是填料塔、板式塔和喷淋塔等，液相在重力场的作用下 自上至下流动，气相自下而上流动，两者在填料或塔板等表面发生气液传质作用。但是由于 重力场较弱，液膜的流速较低、厚度较大，液膜传质效率低，气阻也较高，这使得设备体积庞 大、材耗多、投资高、操作费用也高。 中国专利文献CN 101147894 B公开的一种水力喷射空气旋流分离器，其主要包括 外部主筒体7及其上的喷孔2、废水夹套、水力喷射雾化室6、中心排气管4、空气进气管3、 进液管5和废水排出口 8。该专利是利用液体射流和气体旋流超重力耦合场强化气一液传 质过程的新型传质设备，具有设备结构简单、传质效率高、废水适应面广、空气消耗量较少 等优点。已经成功应用于氨氮废水的处理、猪场废水的同时去除COD、氨氮和总磷，烟气脱硫 以及30 2还原处理六价铬等方面，并取得了良好的效果。但以上各零部件的设计仍存在不 合理的地方，需要对其进行改进。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能实现气液高效传质的水力喷射空气旋流器。 本专利技术所述的水力喷射空气旋流器，包括空气旋流器和水力喷射雾化室，空气旋 流器由中心排气管和旋流器筒体套装组成，中心排气管的上端伸出于旋流器筒体外，下端 位置低于水力喷射雾化室的下端，旋流器筒体上设置有旋流口，通过旋流口向旋流器筒体 内输入压缩气体，压缩气体在旋流器筒体内高速旋转，形成气体旋流场，旋流器筒体上部分 的外围有一个圆柱状外夹套，与旋流器筒体外壁连接构成水力喷射雾化室，与其相连接的 这部分旋流器筒体的外壁上从上到下开有多个喷孔，水力喷射雾化室的上部设置有进液 口，所述中心排气管的直径D xS〇. 5d~0. 6d mm ;中心排气管的插入深度S为0. 5H~0. 75H mm ;多个喷孔呈正方形阵列排布在圆柱段筒体的外壁上，且喷孔区域长度h为0. 6S~IS mm〇 所述喷孔为圆孔，其直径dh为0. 028d~0. 05d mm，喷孔与喷孔之间的间距I h为 0. 15d ~0. 30d mm。 所述旋流口布置在圆柱段筒体的上部，且旋流口的口部呈长方形，其长度b为 0· 4d ~0· 5d mm,宽度 a 为 0· 2d ~0· 3d mm。 所述旋流器筒体由上部的圆柱段筒体和下部内径逐渐减小形成的圆锥段筒体组 成；所述圆柱段筒体的内径D为d mm;所述旋流器筒体的总长度H为4d~5d mm;所述圆 锥段筒体的长度Η。为2d~2. 5d mm〇 所述圆锥段筒体的下端具有底流口，该底流口的直径Dd为0.3d~0.5d mm，在底 流口处设有阀门。 所述中心排气管与圆柱段筒体之间的间隙1。为0. 2~0. 25d mm。 所述圆柱状外夹套的内径Dtl为d+40~d+60mm。 本专利技术具有以下优点： (1)通过合理设计中心排气管的直径、插入深度以及喷孔区域长度，与现有技术相 比，本专利技术具有最高的能效，即单位压降脱氨效率更高； (2)将喷孔设计为圆形，其排列方式设计为正方形。相对于其他排出方式，正方形 的排布方式有利于提高旋流气体与液相射流柱碰撞、雾化的几率，气液作用更加剧烈，使旋 流器具有更高的气液传质效率； (3)将旋流器的分离空间设计为柱锥结合型，由于柱锥结合型旋流器旋流分离空 间变窄，旋流器气体切向速度增大，气液耦合作用增强，传质效率变得更高；同时对圆柱段 筒体和圆锥段筒体的内径以及长度进行合理的设计，与现有柱形旋流器相比，分离空间为 柱锥结合型的旋流器具有较高的气液传质效率； (4)通过合理设喷孔的直径以及喷孔与喷孔之间间距，使旋流器具有更高的气液 传质效率。【附图说明】 图1为现有技术的结构示意图； 图2为本专利技术的结构示意图； 图3为本专利技术的俯视图； 图4为图1中喷孔的排布图； 图5为柱锥结合型（a)和柱形（b)两种旋流器的脱氨传质效率对比图； 图6为中心排气管直径（a)和插入深度（b)对水力喷射空气旋流器脱氨单位压降 传质效率影响的对比图； 图7为喷孔排列方式对水力喷射空气旋流器脱氨传质效率影响的对比图； 图8为喷孔间距对水力喷射空气旋流器脱氨传质效率影响的对比图； 图9为喷孔直径对旋流器脱氨传质效率影响的对比图； 图10为水力喷射空气旋流器结构与实验装置的连接示意图； 图11为本专利技术用于含Cr ( VI)废水处理后六价铬还原去除率变化示意图； 图12为本专利技术的另一实施例的结构示意图。【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术作进一步说明： 实施例一 如图2和图3所示的水力喷射空气旋流器，包括空气旋流器和水力喷射雾化室6， 空气旋流器由中心排气管4和旋流器筒体1套装组成，中心排气管4的上端伸出于旋流器 筒体1外，下端位置低于水力喷射雾化室6的下端，旋流器筒体1上设置有旋流口 11，通过 旋流口 11向旋流器筒体1内输入压缩气体，压缩气体在旋流器筒体1内高速旋转，形成气 体旋流场，旋流器筒体1上部分的外围有一个圆柱状外夹套9,与旋流器筒体1的外壁连接 构成水力喷射雾化室6,与其相连接的这部分旋流器筒体1的外壁上从上到下开有多个喷 孔2,水力喷射雾化室6上部设置有进液口 10。 如图2所示，所述旋流器筒体1由圆柱段筒体Ia和内径逐渐减小形成的圆锥段筒 体Ib组成，圆柱段筒体Ia的内径D为d mm。旋流器筒体1的总长度H为4d~5d mm。圆 锥段筒体Ib的长度Η。为2d~2. 5d mm。图5为柱锥结合型（a)和柱形（b)两种旋流器 的脱氨传质效率的对比图，从该对比图中可以得出将旋流器的分离空间设计为柱锥结合型 时，旋流器具有更好的气液传质效率。 如图2所示，圆柱状外夹套9的内径Dtl为d+40~d+60mm。旋流口 11布置在圆 柱段筒体Ia的上部，且旋流口 11的口部呈长方形，其长度b为0.4d~0. 5d mm，宽度a为 0. 2d~0. 3d mm。圆锥段筒体Ib的下端具有底流口 12,该底流口 12的直径Dd为0. 3d~ 0. 5d mm，在底流口 12处设有阀门。 如图2所示，中心排气管4的直径DA 0. 5d~0. 6d mm。图6的（a)为中心排气 管直径对水力喷射空气旋流器脱氨单位压降传质效果影响的对比图，从该对比图中可以得 出，将中心排气管4的直径D x设计为0. 5d~0. 6d mm时，水力喷射空气旋流器具有最佳的 能效，即单位压降脱氨效率最高。 如图2所述，中心排气管的插入深度S为0. 当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水力喷射空气旋流器，包括空气旋流器和水力喷射雾化室（6），空气旋流器由中心排气管（4）和旋流器筒体（1）套装组成，中心排气管（4）的上端伸出于旋流器筒体（1）外，下端位置低于水力喷射雾化室（6）的下端，旋流器筒体（1）上设置有旋流口（11），通过旋流口（11）向旋流器筒体（1）内输入压缩气体，压缩气体在旋流器筒体（1）内高速旋转，形成气体旋流场，旋流器筒体（1）上部分的外围有一个圆柱状外夹套（9），与旋流器筒体（1）的外壁连接构成水力喷射雾化室（6），与其相连接的这部分旋流器筒体（1）的外壁上从上到下开有多个喷孔（2），水力喷射雾化室（6）的上部设置有进液口（10），其特征在于：所述中心排气管（4）的直径Dx为0.5 d～0.6d mm；中心排气管（4）的插入深度S为0.5H～0.75 H mm；多个喷孔（2）呈正方形阵列排布在圆柱段筒体（1a）的外壁上，且喷孔区域长度h为0.6S～1S mm。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：全学军，程治良，徐飞，邱发成，代明星，罗丹，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85