[发明专利]一种稀土氯化物防结晶堵塞雾化喷嘴装置

说明书

本发明属于化工设备技术领域，具体为一种稀土氯化物防结晶堵塞雾化喷嘴装置，包括喷嘴座和安装在喷嘴座前端的喷头组件。喷头组件包括喷嘴和旋流结构，其中喷嘴具有锥状内腔；所述旋流结构包括定向安装在锥状内腔后部的定向旋流器，以及活动安装在锥状内腔前部的旋向旋流器，其中旋向旋流器能够以锥状内腔的轴线为中心轴进行转动，且旋向旋流器与锥状内腔的内壁接触。定向旋流器实现稀土氯化物溶液一级旋流，并由旋向旋流器实现二级旋流，最终将稀土氯化物溶液雾化至超细液滴并喷出至反应炉膛，在这个过程中，旋向旋流器的旋转可以实现对喷嘴内壁的清洁，能有效防止喷嘴的堵塞，延长定向旋流器使用寿命。

技术领域

本发明属于化工设备技术领域，具体为一种稀土氯化物防结晶堵塞雾化喷嘴装置。

背景技术

大部分稀土氯化物溶液在热解时容易生成氯氧化物，因此控制雾化反应液滴大小和温度区域是实现该工艺的关键所在，这就需要实现稀土氯化物溶液雾化系统在雾化完成前溶液处于相对低温状态(20-80℃)，而雾化完成后的液滴直接进入高温反应区(650-1350℃)，利用传热速度大于化学反应速度的原理，实现化学过程可控。目前工艺处于实验阶段，主要是雾化系统的温度和结晶堵塞问题不好解决，不能实现连续生产。实验一般采用间歇喷射方式做实验，解决了温度差距问题，但是喷嘴堵塞还是时常发生。

现有技术中，相似方案均存在不同程度的缺陷，例如：

一种耐高温介质流态化冷却器的喷嘴，专利申请号201910454127.3，由喷嘴、喷嘴帽和喷嘴棒组成，通过喷嘴棒送入气液混合物，并由喷嘴棒出气口把气液混合物送入喷嘴帽与喷嘴棒所构成的内腔，最终由喷嘴帽喷出。此装置虽能够实现气液混合物的喷出，但会使气液混合物在喷嘴帽与喷嘴棒所构成的内腔挂壁，使其发生反应，影响实验进程。

一种水气雾化喷盘，专利申请号CN201822174802.0，由上盘、中盘、下盘组成，通过各盘之间所构成的容腔将气液混合物高压喷出，此种装置不适合长时间使用，喷盘易堵塞，清洗不便，影响气液混合液滴的喷出，影响实验进程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稀土氯化物防结晶堵塞雾化喷嘴装置，该喷嘴组件能够将稀土氯化物液体高度雾化，且在喷射过程中实时清理喷嘴内壁产生的结晶物，从而防止喷嘴堵塞，并实现连续喷射，提高反应质量。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种稀土氯化物防结晶堵塞雾化喷嘴装置，包括喷嘴座和安装在喷嘴座前端的喷头组件。所述喷头组件包括喷嘴和旋流结构，其中喷嘴具有锥状内腔；所述旋流结构包括定向安装在锥状内腔后部的定向旋流器，以及活动安装在锥状内腔前部的旋向旋流器，其中旋向旋流器能够以锥状内腔的轴线为中心轴进行转动，且旋向旋流器与锥状内腔的内壁接触。

在上述技术方案中，喷嘴组件连接喷射装置上，液体在喷嘴组件内形成高速流体，流体在经过定向旋流器时，流体完成第一阶段的加速，并实现一级雾化，当接着经过旋向旋流器时，旋向旋流器对一级雾化流体进行再次加速，并实现二级雾化，从而使液态稀土氯化物形成超细液滴。由于旋向旋流器可转动，在一级雾化流体的高速撞击作用下，旋向旋流器同时发生转动，这会使旋向旋流器的表面不断剪切锥状内腔内壁形成的微量结晶物，使喷嘴的内壁保持干净，因此该装置可以避免溶液挂壁并导致结晶物堵塞喷嘴。

优选地，所述定向旋流器和旋向旋流器均具有前锥形面和后锥形面，并在前锥形面和后锥形面上均匀设置连通的螺旋状流道，且定向旋流器和旋向旋流器的前锥形面锥度相同。定向旋流器和旋向旋流器的后锥形面分别用于阻挡高速流体和一级雾化流体，并对其进行导流，使其分别沿着定向旋流器和旋向旋流器表面的螺旋状流道流动，而在螺旋状流道的作用下，高速流体经以及雾化形成具有固定流向的一级雾化流体,而一级雾化流体会给旋向旋流器持续提供定向的冲击气流，从而保证旋向旋流器的均匀转动，以保证其具有稳定的自清理效率。另外，与静态结构相比，转动的旋向旋流器可以提高对一级雾化流体的增速效率，从而使形成的二级雾化流体从喷嘴高速喷出。