一种提高雾化效果的添加剂及提高液体喷雾设备工作效率的方法与流程

1.本发明涉及表面活性剂应用技术领域，特别是涉及表一种提高雾化效果的添加剂及提高液体喷雾设备工作效率的方法。


背景技术：

2.喷雾设备在人类生活生产过程中广泛应用，通过喷雾设备可以实现家居环境控制、大气环境保护(如除尘)、气液化学反应、有害物质吸收等生活生产目的。
3.喷雾设备的作用原理是：对流体施加非体积功—电功增加流体体系势能，经过喷出部件后流体被分解成大量的微小液体，释放很大的表面积(每个液滴表面积之和)，这些新产生的表面将与液滴周围的物质发生物理吸附、化学反应(如喷淋式聚醚合成反应)从而实现生活生产目的。
4.从能量守恒的角度可以对喷雾过程描述为：流体增加的吉布斯自由能等于设备对流体做的表面功，也等于喷雾设备作出的有效电功，可以表达如下式：
5.△
g＝-w
表面
＝γs＝w
电
6.△
g表示吉布斯自由能变化；γ表示表面张力；s表示比表面积；
7.由上式可知，表面张力与比表面积成反比，但是在喷雾过程中，获得尽量大的比表面积s是人们需要达到的目的，所以控制液滴的表面张力成为改变比表面积的重要手段。
8.通常加入表面活性剂来改变液体的表面张力是常见的，但是在本发明的描述的喷雾设备喷出的液滴中，每个液滴和液滴在不同瞬间的数值不尽相同，表示为：称之为动态表面张力。很显然动态表面张力控制的结果是关乎雾化设备工作效率的，理论上说动态表面张力越低获得的比表面积越大，雾化效果越好。


技术实现要素：

9.本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种提高雾化效果的添加剂。
10.本发明的另一个目的是提高液体喷雾设备工作效率的方法。
11.为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
12.一种提高雾化效果的添加剂，包括炔二醇类表面活性剂、炔二醇聚氧乙烯/聚氧丙烯醚、支链为c7-c10的聚氧乙烯醚、异辛醇琥珀酸酯磺酸盐中的一种或任意比例的多种。
13.在上述技术方案中，所述炔二醇类表面活性剂的结构式为：
14.15.所述炔二醇聚氧乙烯/聚氧丙烯醚的结构式为：
[0016][0017]
其中m＝1-40，n＝0-5，eo、po嵌段排列不受限制；
[0018]
所述支链为c7-c10的聚氧乙烯醚的结构式为：
[0019]
其中r为c1-4的链烷；x＝3-10；
[0020]
所述异辛醇琥珀酸酯磺酸盐为异辛醇琥珀酸酯磺酸钠盐或异辛醇琥珀酸酯磺酸铵盐，其中所述异辛醇琥珀酸酯磺酸根离子的结构式为：
[0021][0022]
在上述技术方案中，所述添加剂包括括炔二醇类表面活性剂、炔二醇聚氧乙烯/聚氧丙烯醚中的一种或两种，同时包括支链为c7-c10的聚氧乙烯醚、异辛醇琥珀酸酯磺酸盐中的一种或两种。
[0023]
在上述技术方案中，所述添加剂还包括溶剂。以上表面活性剂单独、或者混合后、或者添加溶剂的稀释物以帮助商品形态均一的措施属于本发明的内容
[0024]
一种提高液体喷雾设备工作效率的方法，在喷雾流体中加入所述添加剂。
[0025]
在上述技术方案中，所述添加剂为喷雾流体质量的0.01-10％。
[0026]
在上述技术方案中，所述添加剂为喷雾流体质量的6-10％。
[0027]
本发明的另一方面，所述添加剂在提高液体喷雾设备雾化效果中的应用。
[0028]
在上述技术方案中，所述喷雾设备是可以将液态流体分解成小液滴且每个液滴直径小于0.15mm的系统，比如喷嘴等。
[0029]
炔二醇类表面活性剂、炔二醇聚氧乙烯/聚氧丙烯醚、支链为c7-c10的聚氧乙烯醚、异辛醇琥珀酸酯磺酸盐中的一种或任意比例的多种作为提高雾化效果的添加剂的应用。
[0030]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0031]
通过加入本发明的表面活性剂到流体中，可以显著降低雾化后液滴的动态表面张力，从而获得更大的比表面积，从而提高雾化设备的工作效率。
具体实施方式
[0032]
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0033]
本实施例采用以下雾化效果评价各表面活性剂
[0034]
1)喷雾吸收hcl气体实验
[0035]
某工厂生产装置hcl尾气处置塔中，气体流量为1000m3/h,浓度为4000mg/m3,吸收塔的吸收空间为￠1
×
8m,锥形喷嘴位于距离塔底5米处，喷洒覆盖直径为0.98m基本覆盖吸收流道，流体流量为3l/min。通过安装在塔底和塔顶的hcl尾气浓度传感器来监测水溶液对hcl尾气的吸收情况，通过计算hcl尾气吸收率来评估喷雾效果。
[0036]
2)动态表面张力测量
[0037]
在1)的水溶液制成后，取样品进行表面张力测量，测量时采用德国克吕士公司生产的bp-100表面张力检侧仪，仪器的测量原理是最大气泡压力法，测量时采用气泡寿命为150ms。
[0038]
实施例1(空白吸收率验证，记作s1)
[0039]
将水箱中装入纯净水2000kg，开启吸收塔供水泵，开始喷雾吸收，记录塔底和塔顶hcl尾气浓度传感器数值，传感器数据波动小于2％时表示吸收处于稳态，读取稳态时塔底和塔顶的传感器数据。
[0040]
实施例2-40(记作s2-s40)
[0041]
将水箱中加入下表中计量的表面活性剂，再加入纯净水补足至2000kg，混合混匀，开启吸收塔供水泵，开始喷雾吸收，记录塔底和塔顶hcl尾气浓度传感器数值，传感器数据波动小于2％时表示吸收处于稳态，读取稳态时底和塔顶的传感器数据。
[0042]
实施例2-40中，对应的各表面活性剂的商品名称以及购买来源如下：
[0043][0044]
实施例2-40(s2-s40)中，各表面活性剂配比如下表所示。
[0045]
[0046]
[0047][0048]
对比实施例1-30的吸收效果，得到下表数据。
[0049]
[0050][0051]
从上表可以看出，本发明提供的提高雾化效率的方法对尾气的吸收率均有较大的提高，而实施例12-16(活性剂的添加量为6-10wt％)几乎实现了对hcl气体的完全吸收，可见降低动态表面张力作用显著。但是过多的表面活性剂可能会引起流体泡沫问题，从而影响雾化效果，也会导致吸收率不理想。
[0052]
fs-204和fs-304相比，fs-304的效果优于fs-204，炔二醇的碳链越长，雾化效果越好，fs-620和fs-683相比，fs-620的效果优于fs-683，炔二醇的聚醚链越短，雾化效果越好，superwet-320的效果优于fs-304，炔二醇的碳链接枝后，雾化效果优化。
[0053]
两种类型的表面活性剂效果优于其中一种类型的表面活性剂，fs-204或fs-304、fs-620或fs-683、superwet-320或superwet-360中的任一种，在与e(支链为c7-c10的聚氧乙烯醚)或f(异辛醇琥珀酸酯磺酸盐)配合使用时，可提高fs-204、fs-304、fs-620、fs-683、superwet-320或superwet-360的水溶性，提高其用量，优化雾化效果。
[0054]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。