逆喷式洗涤喷嘴的制作方法

本实用新型涉及环境保护领域，尤其涉及一种逆喷式洗涤喷嘴。

背景技术：

在炼油、化工、电力、冶金等工业生产过程中，不可避免地会产生大量含有硫化物、氮化物、二氧化碳等有害气体的烟气，对环境造成较大的危害。随着对环保的日趋重视，烟气净化处理对国民经济健康、持续发展显得尤为重要。

采用液态洗涤剂，与烟气逆流接触的湿法烟气洗涤技术是最为成熟、有效的方法。逆喷式洗涤器是湿法烟气洗涤设备中最常用的一种，目前通过在喷嘴正下方设置一路轴向进液口，在侧面设置两路对称切向进液口，从而调节逆喷式洗涤喷嘴出口流型，若总液量一定，提高切向液流的比例，则喷口处液流的扩张角(覆盖面)增大，而提高轴向液流的比例，则喷嘴出口射流轴向速度增大，射流“刚度”较大，“撞击强度”增强。

然而在实际应用中，由于采用三入口的结构，单支喷嘴须对应设置三个阀门，且两个切向入口的阀门需要同步调节，否则出口液流将由于旋转不对称而偏向一侧，影响洗涤液在洗涤器中分布的均匀程度。且若洗涤器尺寸较大，采用多个喷嘴并联使用，这就要求同步调节多个阀门，进一步增加了操作的难度和复杂性。

技术实现要素：

本实用新型提供一种逆喷式洗涤喷嘴，用于解决使用现有的逆喷式洗涤喷嘴净化烟气时，需要同步调节多个阀门，使得操作难度和复杂性增加的问题。

本实用新型提供的一种逆喷式洗涤喷嘴，包括：

喷嘴本体、调节构件、底座法兰；

所述喷嘴本体固定在底座法兰上，所述喷嘴本体设有进液口和喷出口；

所述调节构件位于所述喷嘴本体内部，所述调节构件包括第一构件和第二构件，所述第一构件和所述第二构件相连；所述第一构件包括一个圆柱体和一个圆锥体，所述圆柱体和所述圆锥体相连，所述第一构件上设有螺旋线槽，所述螺旋线槽用于形成旋流；所述第二构件包括一个圆柱体，所述圆柱体的直径小于所述第一构件的所述圆柱体的直径，所述第二构件上设有螺纹；

所述底座法兰的中心孔与所述调节构件的所述第二构件相连处设有与所述第二构件的螺纹相配合的螺纹。

可选的，所述第二构件上设有安装外螺纹，所述底座法兰中心孔设有与所述第二构件的安装外螺纹配合的安装内螺纹。

可选的，所述喷嘴本体还设有喷嘴固定法兰，所述喷嘴本体通过所述喷嘴固定法兰固定在所述底座法兰上。

可选的，所述进液口对着喷嘴本体中心线，位于所述喷嘴本体下方侧壁。

可选的，所述喷出口为凸出的空心柱状体。

可选的，所述喷出口设置在所述喷嘴本体上。

可选的，所述调节构件将所述喷嘴本体分为收敛形旋流室和柱状旋流混合室。

可选的，所述逆喷式洗涤喷嘴还包括垫片和锁紧螺母，用于阻止洗涤液外漏。

可选的，所述进液口、喷出口、收敛形旋流室与柱状旋流混合室均相通。

可选的，所述收敛形旋流室位于所述柱状旋流混合室上方。本实用新型实施例提供的一种逆喷式洗涤喷嘴，包括：喷嘴本体、调节构件、底座法兰；该喷嘴本体固定在底座法兰上，该喷嘴本体设有进液口和喷出口；该调节构件位于该喷嘴本体内部，该调节构件包括第一构件和第二构件，第一构件和第二构件相连；该第一构件包括一个圆柱体和一个圆锥体，该圆柱体的顶面是该圆锥体的底面，该第一构件上设有螺旋线槽，该螺旋线槽用于形成旋流；该第二构件包括一个圆柱体，该圆柱体的直径小于第一构件的圆柱体的直径，该第二构件上设有螺纹；该底座法兰的中心孔与该调节构件的第二构件相连处设有与该第二构件的螺纹相配合的螺纹，调节了逆喷式洗涤喷嘴的出口流型，降低了净化烟气的操作难度和复杂性，提高了操作效率。

本实用新型提供的一种逆喷式洗涤喷嘴，包括：喷嘴本体、调节构件、底座法兰；该喷嘴本体设由进液口、喷出口；该调节构件位于该喷嘴本体内部，该调节构件包括第一构件和第二构件，第一构件和第二构件相连；该第一构件包括一个圆柱体和一个圆锥体，该圆柱体的顶面是该圆锥体的底面，该第一构件上设有螺旋线槽，该螺旋线槽用于形成旋流；该第二构件包括一个圆柱体，该圆柱体的直径小于第一构件的圆柱体的直径，该第二构件上设有螺纹；该底座法兰的中心孔与该调节构件的第二构件相连处设有与该第二构件的螺纹相配合的螺纹，调节了逆喷式洗涤喷嘴的出口流型，降低了净化烟气的操作难度和复杂性，提高了操作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的逆喷式洗涤喷嘴的半剖主视图实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的逆喷式洗涤喷嘴的俯视图的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的逆喷式洗涤喷嘴半剖主视图实施例二的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

由于在炼油、化工、电力、冶金等工业生产过程中，不可避免地会产生大量含有硫化物、氮化物、二氧化碳等有害气体的烟气，对环境造成较大的危害。随着对环保的日趋重视，烟气净化处理对国民经济健康、持续发展显得尤为重要。

目前采用液态洗涤剂与烟气逆流接触的湿法烟气洗涤技术是最为成熟、有效的方法。逆喷式洗涤器是湿法烟气洗涤设备中最常用的一种，其中美国孟莫克公司的动力波喷嘴是公认的性能优良的喷嘴，该喷嘴最显著的特征是喷嘴内壁设有旋流槽，液流可在出口处产生切向动量以提高液相在洗涤器中的截面覆盖率；而喷嘴中心部分则是一个直通流道，提供足够的轴向动量；则喷嘴出口液流的形态可描述为“旋转轴向流”，然而这类喷嘴存在明显缺陷，旋流部件(旋流槽、旋流片等)的尺寸一旦确定，则在实际使用过程中出口切向-轴向液流动量的比例不能调节。例如，当烟气处理量减小时，为降低运行成本，通常洗涤液流量也相应减少，则喷嘴出口轴向、切向液流的动量必然同时降低，造成洗涤液在洗涤器截面的“覆盖面”随之减少，从而影响烟气洗涤效果。

针对该问题，现有技术提出了在喷嘴正下方设置一路轴向进液口，在侧面设置两路对称切向进液口，从而调节逆喷式洗涤喷嘴出口流型，若总液量一定，提高切向液流的比例，则喷口处液流的扩张角(覆盖面)增大，而提高轴向液流的比例，则喷嘴出口射流轴向速度增大，射流“刚度”较大，“撞击强度”增强。

然而在实际应用中，由于采用三入口的结构，单支喷嘴须对应设置三个阀门，且两个切向入口的阀门需要同步调节，否则出口液流将由于旋转不对称而偏向一侧，影响洗涤液在洗涤器中分布的均匀程度。且若洗涤器尺寸较大，采用多个喷嘴并联使用，这就要求同步调节多个阀门，进一步增加了操作的难度和复杂性。

另外，针对洗涤液净化烟气，本领域技术人员应理解，当洗涤液与烟气进行撞击时，液膜表面首先产生不稳定的波动，在气流剪切力作用下，液膜破碎成为小液滴，气液接触面积增大，形成高度湍动泡沫区，泡沫区内气液两相不断更新，强化了小液滴群在该区域内的湍动，表面更新迅速，传质效果加强，洗涤效果提高。

图1为本实用新型实施例提供的逆喷式洗涤喷嘴的半剖主视图实施例一的结构示意图，图2为本实用新型实施例提供的逆喷式洗涤喷嘴的俯视图的结构示意图，如图1所示，图1中的标号分别表示：

0-调节构件；1-进液口2-柱状旋流混合室；3-收敛形旋流室；4-喷出口；5-喷嘴本体；6-调节构件的第一构件；7-调节构件的第二构件；8-底座法兰；9-紫铜厚垫片；10-锁紧螺母；11-喷嘴固定法兰；12-螺旋线槽；13-安装安装外螺纹；13a-安装安装内螺纹；D0-逆喷式洗涤喷嘴内径；D1-进液口1的内径；D2-喷出口4的内径；L-喷出口长度；β-收敛形旋流室3的锥角。

本实施例提供的逆喷式洗涤喷嘴包括：

喷嘴本体5、调节构件0、底座法兰8。

参照图1、图2，可知喷嘴本体5外表呈“水壶”状，喷嘴本体5上可以设置有喷嘴固定法兰11，喷嘴固定法兰11和底座法兰8通过常规方法连接，比如：螺栓、螺母，以使喷嘴本体5固定在底座法兰8上。

喷嘴本体5上还设有进液口1和喷出口4，由图1、图2可知，该进液口1可以为一个圆柱体，可选的，喷嘴本体5上只设有一个进液口1，进液口1位于喷嘴本体5下部的侧壁，且其轴线方向正对喷嘴本体5的中心线，其位置低于调节构件第一构件1的下端。进液口1的轴线与喷嘴本体5中心轴线的夹角α可以为60°～90°，从而使洗涤液由进液口1进入到柱状旋流混合室2内具有一个轴向分力，以增加喷出射流的轴向动量，降低喷嘴的能耗，并使沿调节构件0的第一构件6上的表面螺旋线槽12内旋转流动的洗涤液和柱状旋流混合室2中沿轴向流动的洗涤液充分混合。

喷出口4可以为设置在喷嘴本体5上端凸出的空心柱状体，与柱状旋流混合室2和锥状收敛形旋流室3同心。

可选的，逆喷式洗涤喷嘴的内径D0与喷出口4的内径D2之比为8～20，喷出口4采用大口径结构，洗涤液可在较高的固含率下运行而喷嘴不会被堵塞，并且喷出口4的内径D2与喷出口长度L有合适的比例，通常喷出口4的内径D2与喷出口的长度L之比为0.5～2.5，保证射流喷出后有一定的粗雾化和较大的扩张角，例如，喷出口4的扩张角范围可为0°～180°，这样便使得喷出口4喷出的洗涤液具有较强的切向动量，从而覆盖逆喷式洗涤喷嘴的截面，防止烟气没有完全和洗涤液没有接触，影响烟气净化的效果。另外，喷出口4的内径D2可以小于进液口1的内径D1，其比值为0.1～0.5。

调节构件0位于喷嘴本体5内部，包括第一构件6和第二构件7，第一构件6和第二构件7相连，第一构件6又包括一个圆柱体和一个圆锥体，圆柱体的顶面是所述圆锥体的底面，即该圆锥体叠加在该圆柱体的上方，相交面为该圆柱体的顶面，第二构件7也包括一个圆柱体，该圆柱体的直径小于第一构件6中的圆柱体的直径。

第一构件6上设有螺旋线槽12，螺旋线槽12用于形成旋流，从进液口进入的一部分洗涤液在槽内流动，受到螺旋线槽12的导流作用，形成旋流。根据洗涤液的流量大小不同，螺旋线槽12的体积可以进行相应变化，可选的，螺距的范围可以为0.5mm～10mm、槽深的范围可以为2mm～50mm。此外，在螺距和槽深不变的情况下，还可以通过增加或减小第一构件6体积以提高或降低参与旋流流动洗涤液的流量，在一种实现方式中，第一构件6的直径(在图1中没有表示)与柱状旋流混合室2直径D0的比值范围是0.5～0.8，其高度为整个调节构件0总高的30％～80％；或者，改变螺旋线槽12的螺纹升角，以改变参与旋流流动洗涤液的切向速度的方式调整旋流强度，螺旋线槽12的螺纹升角范围可以为30°～75°，其中，若螺纹升角减小，则旋流强度增加；若螺纹升角增加，则旋流强度降低。

可选的，第二构件7上设有安装外螺纹，螺距范围可以为0.35mm～0.6mm、螺纹13升角范围可以为30°～75°，第二构件7主要用于和底座法兰8的中心孔相配合连接，因此对于第二构件7的直径值只需考虑机械强度方面考虑，与洗涤液的流动、传质无关，第二构件7与柱状旋流混合室2直径D0的比值可以为0.2～0.5，对于第二构件7的直径范围，本方案不做限制。第二构件7贯穿底座法兰8，且通过安装外螺纹13安装在底座法兰8的中心孔处。

底座法兰8的中心孔与调节构件0的第二构件7相连处设有与第二构件7的安装外螺纹相配合的安装内螺纹13a，在使用过程中，可以旋转调节构件0即这里的安装外螺纹13和安装内螺纹13a使调节构件0上升或下降，也就是调节了第一构件6在喷嘴本体5中的轴向位置。具体地，底座法兰8中心孔处的安装内螺纹13a的螺距范围可以为0.35mm～0.6mm、螺纹升角范围可以为30°～75°。

可选的，逆喷式洗涤喷嘴还包括垫片和锁紧螺母10，该垫片可以为紫铜垫片9，参见调节构件0第二构件7的描述，第二构件7贯穿底座法兰8，且通过安装外螺纹13、安装内螺纹13a配合安装在底座法兰8的中心孔处，当洗涤液进入喷嘴本体5后，为了防止洗涤液外漏，在底座法兰8的中心孔下部可以安装紫铜垫片9和锁紧螺母10。

可选的，调节构件0将喷嘴本体5分为两部分，分别是收敛形旋流室3和柱状旋流混合室2，收敛形旋流室3位于柱状旋流混合室2上方，收敛形旋流室3的锥角β可以为30°～120°，进液口1设置在柱状旋流混合室2的下部侧壁，则进液口1、喷出口4、收敛形旋流室3与柱状旋流混合室4均相通。在实际工作时，洗涤液经由进液口1进入喷嘴本体5中，一部分洗涤液在调节构件0的第一构件6上的螺旋线槽12中流动，并受到螺旋线槽12的导流作用，形成高速的旋流；另一部分则在螺旋线槽12和喷嘴本体5的内壁之间的柱状旋流混合室2中沿喷嘴本体15轴向向上流动，二者在交界处剧烈混合，进而经过收敛形旋流室3收缩，从而加速形成了具有较强的“旋转轴向流”，并由喷出口4喷出，使得从喷出口4喷出的洗涤液具有较强的轴向动量，也就是增强了洗涤液和烟气的撞击强度，烟气净化的效果更好。

在本实施例中，当洗涤液进入柱状旋流混合室2时，螺旋线槽12内旋流液体在带动轴向液体旋转的同时，其旋转动量也被耗散。可以通过旋转调节构件0与底座法兰8中心孔之间的配对螺纹13、13a，上下调节第一构件6上的螺旋线槽12在喷嘴本体5内的位置。在总洗涤液量不变的情况下，将调节结构0向上调节，螺旋线槽12上端接近喷嘴出口4，螺旋线槽12中的洗涤液与轴向流动的洗涤液在喷出喷嘴前混合距离短，旋转动量耗散小，则在喷嘴出口处洗涤液的覆盖面较大，即切向动量较大，而轴向动量相对较小。相反，若是将调节结构0向下调节，螺旋线槽12上端远离喷嘴出口4，螺旋线槽12中的洗涤液与轴向流动的洗涤液在喷出喷嘴前混合距离长，旋转动量耗散大，则在喷嘴出口处4洗涤液的轴向动量大，覆盖面减小(即切向动量减小)。

在该方案中，可以综合考虑第一构件6上的螺旋线槽12在喷嘴本体5内的位置以及螺旋线槽等结构来改变喷出口喷出的洗涤液的切向动量和轴向动量，以使洗涤液和烟气充分混合，提高烟气净化的效率。

本实施例提供的一种逆喷式洗涤喷嘴，包括：喷嘴本体、调节构件、底座法兰；该喷嘴本体设由进液口、喷出口；该调节构件位于该喷嘴本体内部，该调节构件包括第一构件和第二构件，第一构件和第二构件相连；该第一构件包括一个圆柱体和一个圆锥体，且该圆柱体的和该圆锥体相连，该第一构件上设有螺旋线槽，该螺旋线槽用于形成旋流；该第二构件包括一个圆柱体，该圆柱体的直径小于第一构件的圆柱体的直径，该第二构件上设有螺纹；该底座法兰的中心孔与该调节构件的第二构件相连处设有与该第二构件的螺纹相配合的螺纹，调节了逆喷式洗涤喷嘴的出口流型，降低了净化烟气的操作难度和复杂性，提高了操作效率。

在上述实施例一的基础上，用旋流片替换实施例一中的螺旋线槽。图3为本实用新型实施例提供的逆喷式洗涤喷嘴半剖主视图实施例二的结构示意图，如图3所示，图3中的标号分别表示：

0-调节构件；1-进液口2-柱状旋流混合室；3-收敛形旋流室；4-喷出口；5-喷嘴本体；6-调节构件的第一构件；7-调节构件的第二构件；8-底座法兰；9-紫铜厚垫片；10-锁紧螺母；11-喷嘴固定法兰；12’-旋流片；13-安装安装外螺纹；13a-安装安装内螺纹；D0-逆喷式洗涤喷嘴内径；D1-进液口1的内径；D2-喷出口4的内径；L-喷出口长度；β-收敛形旋流室3的锥角。

参见图3，调节构件0中第一构件6加上旋流片12’后的直径，等同于图1中第一构件6加上螺旋线槽12后的直径。在该方案的具体实现中，洗涤液从进液口1进入到喷嘴本体5中，从进液口进入的洗涤液被旋流片12’分成两部分，一部分洗涤液经由各旋流片12’之间的通道流动，另一部分则在旋流片12’外和喷嘴本体5内壁所形成的柱状旋流混合室2内流动，然后经过旋流收敛室3收缩、混合，从喷出口4加速喷出。

可选的，由于旋流片12’在喷嘴内的位置和结构参数影响着喷嘴内部洗涤液的流动与混合状态，以及出口流型的变化。因此，在总洗涤液量不变的情况下，通过旋转调节构件0与底座法兰8中心孔之间的配对螺纹13、13a，使旋流片12’上端位置靠近喷出口4，那么洗涤液就获得较大的旋转动量，可以在喷出口4处形成较大的射流扩张角(即切向动量大)，但轴向动量较小；若通过旋转调节构件0与底座法兰8中心孔之间的配对螺纹13、13a，旋流片12’上端远离喷嘴出口4，则旋流洗涤液在喷嘴出口4处耗散较大，则在喷嘴出口4外形成的流型类似于“液柱型”，也就是轴向动量较大，但洗涤液无法覆盖洗涤器的整个截面(即切向动量较小)。

或者，通过调整旋流片12’的结构尺寸来改变参与旋流流动洗涤液的流量，在一种具体实现方式中，减小旋流片12’的叶片出口角，则洗涤液流出旋转片12’的流动方向更接近切向，旋转动量的比例增大；增加旋流片12’的数量，则喷嘴本体5内洗涤液受旋流片12’导流作用的更强，可获得更大的切向动量。需要说明的是，叶片数量过多，会使喷嘴本体5内压降增大，能量耗损也随之增加，当旋流片12’叶片扭转角增大，则经过旋流片的洗涤液偏转角度变大，切向速度也相应提高。

应理解，进液口1的轴线与喷嘴本体5中心轴线的夹角α范围可以为60°～90°。在实际应用中，若调节构件0的第一构件6的直径较大，或旋流片12’的叶片高度较高(相当于是实施例一中螺旋线槽12的槽深数值较大)，则经旋流片12’的洗涤液量较多且获得的切向动量较大，则喷嘴出口4处易形成空心流型。该空心流型使得气液有效接触面积减小，可能降低烟气的净化效果。因此在获得足够切向动量的前提下，可以将α设成60°，使喷出液具有一定量的轴向动量，降低喷嘴能耗，也就是，为了烟气和洗涤液充分接触，应调节轴向和切向所分配的动量比，保证在喷出口4有合适的切向动量和轴向动量。

下面对该方案进行具体说明：

应理解，喷嘴的喷出口4的尺寸大小是根据洗涤器的尺寸来确定，而总进液口1的内径D1、进液口1的轴线与喷嘴本体5的中心轴线夹角α、调节构件0的尺寸、旋流片12’(或实施例一中的螺旋线槽12)的几何参数均与洗涤器的能耗要求、洗涤效果要求、以及可操作范围要求有关。

在本实施例中，逆喷式洗涤喷嘴的高度可以为1500mm，其内径与喷出口4内径D2比为20，当气速为10m/s时，为了使最佳洗涤区出现在逆喷式洗涤喷嘴中部偏上的位置，可设置喷出口4的内径D2、长度L均为8mm，进液口1的轴线与喷嘴本体5的中心轴线夹角α为30°，进液口1的内径D1与喷出口4的内径D2之比为2，收敛形旋流室3锥角β为90°。调节构件0中第一构件6的直径与喷嘴本体5内径(即柱状旋流混合室2直径)D0之比可以为0.7，高度占调节构件0总高的50％，调节构件0中第一构件6前段设置的旋流片12’，叶片出口角可以为30°，叶片扭转角可以为60°

可选的，在调节构件0中第一构件6前段的一组(沿第一构件6中的圆柱体的柱面一周)上设有5个叶片，调节构件0的第二构件7的直径与喷嘴本体5内径D0之比为0.3，其安装的外螺纹13螺距可以为0.5mm，牙型为等边三角形，螺纹升角为30°，底座法兰8中心孔处内螺纹13a的几何参数同调节构件0中第二构件的螺纹，当处理气量较大，需要提高喷嘴本体5内洗涤液的旋流强度以充分传质，可上升调节构件0在喷嘴内的位置获得适当的流型。

本实施例中，可以通过调节构件0与底座法兰8中心孔之间的配对螺纹13、13a，调节构件大直径前段6的旋流片12’在喷嘴本体5内的轴向位置，进而决定旋转动量的耗散程度(即出口洗涤液的切向动量和轴向动量)，具体实现过程参见实施例一的具体描述，本方案在此不再赘述。

在该方案中，可以综合考虑第一构件6上的螺旋线槽12在喷嘴本体5内的位置以及旋流片12’等结构来改变喷出口喷出的洗涤液的切向动量和轴向动量，以使洗涤液和烟气充分混合，提高烟气净化的效率。

本实施例提供的一种逆喷式洗涤喷嘴，包括：喷嘴本体、调节构件、底座法兰；该喷嘴本体设由进液口、喷出口；该调节构件位于该喷嘴本体内部，该调节构件包括第一构件和第二构件，第一构件和第二构件相连；该第一构件包括一个圆柱体和一个圆锥体，且该圆柱体的和该圆锥体相连，该第一构件上设有旋流片，该旋流片用于形成旋流；该第二构件包括一个圆柱体，该圆柱体的直径小于第一构件的圆柱体的直径，该第二构件上设有螺纹；该底座法兰的中心孔与该调节构件的第二构件相连处设有与该第二构件的螺纹相配合的螺纹，调节了逆喷式洗涤喷嘴的出口流型，降低了净化烟气的操作难度和复杂性，提高了操作效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。