喷浆式拉瓦尔射流器及浆料热裂解装置的制作方法

1.本实用新型属于微纳米粉体制备技术领域，具体涉及一种喷浆式拉瓦尔射流器，另外，本实用新型还涉及一种包括上述喷浆式拉瓦尔射流器的浆料热裂解装置。


背景技术：

2.随着现代工业的不断发展，伴随新材料及相关产业的科技进步，作为工业原料精细化加工处理的粉体技术应用范围也不断得到拓展，如各种粒径的粉体、超细粉体、微纳米级粉体，都广泛应用在塑料、造纸、涂料、橡胶、建材、医药、新能源等相关行业中。
3.粉体生产过程中主要输送方式之一是湿法输送，湿法输送是将粉体先通过水或互溶的溶剂调和成浆料后进行输送，之后进行热裂解反应。
4.现有浆料在热裂解时，因为气力输送时会掺杂氧气、二氧化碳、氮气等其它气体或其他杂质成分，在高温高压条件下容易发生氧化反应而改变物质成分和结构，而粉体湿法输送、裂解正要杜绝此问题。


技术实现要素：

5.基于上述背景问题，本实用新型旨在提供一种喷浆式拉瓦尔射流器，浆料经浆料输入机构喷射至拉瓦尔射流器本体内，输送过程中没有其他气体参与，在后续热裂解过程中不会改变物质的成分和结构，得到的产品更纯净；本实用新型的另一目的是提供一种包括上述喷浆式拉瓦尔射流器的浆料热裂解装置。
6.为达到上述目的，本实用新型实施例提供的技术方案是：
7.喷浆式拉瓦尔射流器，包括拉瓦尔射流器本体，还包括：
8.浆料输入机构，包括浆料管道，所述浆料管道与所述拉瓦尔射流器本体连通，用于喷射浆料至拉瓦尔射流器本体内。
9.进一步地，所述浆料输入机构还包括：
10.浆料喷嘴，设置在所述浆料管道位于拉瓦尔射流器本体内的一端，用于使浆料喷出；
11.浆料控制阀，连通在所述浆料管道上，用于控制浆料的输入。
12.进一步地，所述拉瓦尔射流器本体包括依次连通的：进汽管、收缩管、喉管、扩张管、排料管。
13.更进一步地，所述扩张管上设有所述浆料输入机构，所述浆料管道倾斜连通在所述扩张管上。
14.进一步地，所述喷浆式拉瓦尔射流器还包括：
15.加热机构，用于对拉瓦尔射流器本体进行辅助加热。
16.更进一步地，所述加热机构为电磁感应线圈，所述电磁感应线圈套设在所述排料管上。
17.另一方面，本实用新型实施例提供一种浆料热裂解装置，包括上述的喷浆式拉瓦
尔射流器，以及：
18.浆料罐，通过所述浆料输入机构与所述拉瓦尔射流器本体连通，以使浆料进入拉瓦尔射流器本体内；
19.热裂解反应器，与所述拉瓦尔射流器本体连通，以使浆料在过热蒸汽热动能喷射推送下进入热裂解反应器中。
20.进一步地，所述浆料罐通过输料管i与所述浆料输入机构的浆料管道连通，所述输料管i上连通有输料泵。
21.进一步地，所述热裂解反应器通过输料管ii与所述拉瓦尔射流器本体的排料管连通，所述输料管ii上设有压力表。
22.进一步地，所述浆料热裂解装置还包括过热蒸汽发生器，所述过热蒸汽发生器的输出端连通有分汽缸，所述分汽缸通过蒸汽管与所述拉瓦尔射流器本体的进汽管连通，所述蒸汽管上设有压力表、温度表以及蒸汽控制阀。
23.与现有技术相比，本实用新型实施例至少具有以下效果：
24.1、本实用新型的喷浆式拉瓦尔射流器在拉瓦尔射流器本体上连通浆料输入机构，浆料经浆料输入机构喷射至拉瓦尔射流器本体内，输送过程中没有其他气体参与，在后续热裂解过程中不会改变物质的成分和结构，得到的产品更纯净。
25.2、本实用新型的浆料输入机构还包括浆料喷嘴，浆料喷嘴设置在浆料管道位于拉瓦尔射流器本体内的一端，可以使浆料雾化后进入拉瓦尔射流器本体内，增大了浆料的表面积，有利于浆料在过热蒸汽的加热下气化，瞬间就可蒸发95％-98％的水份，使得过热蒸汽气流完成对撞干燥的时间仅需数秒到十几秒，特别适用于热敏性粉体物料湿法输送和热解。
26.3、本实用新型的拉瓦尔射流器本体包括依次设置的进汽管、收缩管、喉管、扩张管、排料管，浆料输入机构的浆料管道倾斜连通在扩张管处，可以使喷入的浆料与过热蒸汽混合气化。
27.4、本实用新型还包括加热机构，加热机构为套设在排料管处的电磁感应线圈，以使拉瓦尔射流器本体内形成高温，让对撞混合浆料实现瞬间吸热、气化、膨胀、碰撞，粉体颗粒内外压力差增大，在高温管程内不断吸收过热蒸汽的热能动力，以进行热裂解，进而提高了膨化、粉碎效率。
28.5、本实用新型的浆料热裂解装置包括过热蒸汽发生器、浆料罐、热裂解反应器以及喷浆式拉瓦尔射流器，通过过热蒸汽发生器产生过热蒸汽，浆料经浆料喷嘴雾化喷出后与过热蒸汽马上混合气化，并在拉电磁辅助加热的高温拉瓦尔喷射器本体内经高温高压的过热蒸汽气流对撞，能够对浆料进行干燥、裂解。
29.6、本实用新型的浆料罐通过输料管i与浆料输入机构的浆料管道连通，输料管i上连通有输料泵，浆料通过输料泵输送，泵送压力高、安全可靠，流程简单、投资省、易维护。
30.7、本实用新型的浆料热裂解装置可以用于非金属粉体、金属粉体以及其他功能性粉体的湿法输送及其蒸汽动能推送、热裂解、雾化干燥过程。
附图说明
31.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需
要使用的附图作简单地介绍。
32.图1为本实用新型实施例1中喷浆式拉瓦尔射流器的结构示意图；
33.图2为本实用新型实施例2中浆料热裂解装置的结构示意图。
具体实施方式
34.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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
35.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于说明书附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
36.实施例1
37.为了解决粉体生产过程中湿法输送存在的问题，本实施例提供一种喷浆式拉瓦尔射流器100，如图1所示，包括拉瓦尔射流器本体1、浆料输入机构2、以及加热机构3。
38.在本实施例中，所述拉瓦尔射流器本体1包括从左至右依次设置的：进汽管101、收缩管102、喉管103、扩张管104、排料管105，具体的，所述收缩管102和扩张管104均为锥形管，所述排料管105的管径大于进汽管101的管径。
39.过热蒸汽进入进汽管101内，经过收缩管102时被瞬间压缩，压缩后的过热蒸汽经过喉管103后通过扩张管104骤然扩大增速，过热蒸汽的冲击力由音速上升到超音速动能。
40.在本实施例中，所述浆料输入机构2包括：浆料管道201、浆料喷嘴202以及浆料控制阀203。
41.具体的，如图1所示，所述浆料管道201倾斜固定在所述拉瓦尔射流器本体1的扩张管104处，且与扩张管104连通；所述浆料喷嘴202连接在所述浆料管道201的右端，且位于扩张管104内，可以使浆料雾化喷出；所述浆料控制阀203连通在浆料管道201上，可以控制浆料的输入量、输入流量等。
42.浆料通过浆料管道201进行输送，并通过浆料喷嘴202雾化喷出，雾化的浆料与经过扩张管104扩大增速的过热蒸汽对撞混合，在过热蒸汽的冲击力下可将浆料粉碎。
43.在本实施例中，所述加热机构3为电磁感应线圈，电磁感应线圈套设在所述排料管105上，可以使拉瓦尔射流器本体1内形成高温，以使浆料瞬间受热膨胀。在实际应用中，可先将加热机构3打开使其对拉瓦尔射流器本体1进行加热。
44.雾化后的浆料与过热蒸汽对撞混合，并在排料管105处的电磁感应线圈的加热下达到1000℃左右，在这样的高温条件下，浆料可瞬间吸热气化、膨胀、碰撞、粉碎。
45.本实施例的喷浆式拉瓦尔射流器用于粉体的生产时，浆料经浆料输入机构2喷射至拉瓦尔射流器本体1内，输送过程中没有其他气体参与，在后续热裂解过程中不会改变物质的成分和结构，得到的产品更纯净。
46.实施例2
47.浆料热裂解装置，如图2所示，包括：过热蒸汽发生器、浆料罐200、热裂解反应器300、以及实施例1中的喷浆式拉瓦尔射流器100。
48.在本实施例中，所述过热蒸汽发生器(图中未画出)用于产出过热蒸汽，过热蒸汽发生器与所述喷浆式拉瓦尔射流器100连通。
49.具体的，所述过热蒸汽发生器的输出端连通有分汽缸，所述分汽缸通过蒸汽管400与所述喷浆式拉瓦尔射流器100连通，具体是与进汽管101连通，所述蒸汽管400上设有压力表i400-1、温度表400-2以及蒸汽控制阀400-3。
50.在本实施例中，所述浆料罐200用于存储浆料，所述浆料罐200与喷浆式拉瓦尔射流器100连通，以使浆料进入拉瓦尔射流器本体1内。
51.具体的，所述浆料罐200通过输料管i200-1与所述浆料输入机构2的浆料管道201连通，所述输料管i200-1上连通有输料泵200-2，输料泵200-2可以是隔膜泵或柱塞泵，浆料通过输料泵200-2输送，泵送压力高、安全可靠，流程简单、投资省、易维护。
52.在本实施例中，所述热裂解反应器300与所述喷浆式拉瓦尔射流器100连通，以使浆料在过热蒸汽热动能喷射推送下进入热裂解反应器300中。
53.具体的，所述热裂解反应器300通过输料管ii300-1与所述拉瓦尔射流器本体1的排料管105连通，所述输料管ii300-1上设有压力表ii300-2。
54.如图2所示，所述热裂解反应器300的输出端还连通有粉体混合物排料管300-3，以将热裂解后形成的超细粉体输出。
55.本实施例的浆料裂解装置的工作原理如下：
56.(1)对喷浆式拉瓦尔射流器100的电磁感应线圈通电，以使其对喷浆式拉瓦尔射流器100进行预热；将粉体添加热水搅拌成浆料，并存储在浆料罐200中备用；过热蒸汽发生器产生的过热蒸汽进入分汽缸内存储，分汽缸内的过热蒸汽通过蒸汽管400进入到喷浆式拉瓦尔射流器100内，观察压力表i400-1的压力值和温度表400-2的温度值，当压力表i400-1上的压力值在0.6-1.0mpa，温度表400-2的温度值达到400-550℃时，过热蒸汽则满足喷射推送的要求参数值；
57.(2)打开浆料罐200，启动输料泵200-2，将浆料打入喷浆式拉瓦尔射流器100的浆料管道201内，浆料从浆料喷嘴202处喷出，与此同时，打开蒸汽控制阀400-3，过热蒸汽进入到喷浆式拉瓦尔射流器100内，与喷出的雾化浆料对撞混合后由喷浆式拉瓦尔射流器100的排料管105输送至热裂解反应器300内进行热裂解气流粉碎，从而生成所需要的纳米级粉体，最后由粉体混合物排料管300-3排出到粉体集尘改性回收系统。
58.由于电磁感应线圈的加热，雾化后的浆料进入喷浆式拉瓦尔射流器100内后瞬间吸热、气化、膨胀、碰撞、粉碎，具体在热解反应器300的盘管内通过过热蒸汽的气流压力推送，边运动边裂解，边受热边粉碎、边粉碎边研磨，最终裂解成微纳米级粉体。
59.需要说明的是，本实施例的浆料热裂解装置在过热蒸汽与浆料混合对撞时，各路压力应满足输送条件要求：分汽缸内过热蒸汽压力要大于输料泵200-2浆料出口管压力，而浆料压力要大于对撞混合物气流压力，这样才形成气流粉碎传递由高压气流至低压气流地不断膨胀、对撞、冲击，从而形成一股强劲有力的混合热动能的气流粉碎和粉体输送过程。
60.应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前
提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。