[发明专利]一种可实现微液滴充分加热升温设备的调控方法

权利要求书

1.一种可实现微液滴充分加热升温设备的调控方法，其特征在于实现微液滴加热升温的设备包括呈筒状主体结构的加热容器(1)，加热容器(1)顶部设有出气口(5)，加热容器(1)外周设置有加热装置，加热容器(1)上安装有旋转喷液装置，旋转喷液装置的喷嘴(4)悬设于加热容器(1)的内腔中心，喷嘴(4)的喷射口位于其侧部，通过喷嘴(4)向加热容器(1)的侧壁喷射雾化的物料，

其中，在加热容器(1)的圆周内壁上均匀间隔分布一组倾斜设置且具有相同倾角的金属翅片(6)，对喷嘴(4)喷出的微液滴进行快速加热升温时，先通过加热装置进行加热，使加热容器(1)内壁及金属翅片(6)表面一并被加热形成高温壁面，然后喷嘴(4)在加热容器(1)内顺着金属翅片(6)的倾斜方向进行旋转喷雾，喷雾形成的微液滴充分喷射到所述高温壁面上实现快速升温，

根据喷嘴(4)在加热容器(1)内旋转喷雾的条件参数，调节金属翅片(6)在加热容器(1)内壁上安装的倾斜角度及宽度参数，具体调节方法如下：

1)金属翅片(6)宽度的确定

测试喷嘴(4)进行喷雾时的雾化角β，以及喷嘴(4)到加热容器(1)的筒体内壁距离a；则金属翅片(6)的宽度b计算公式如下：

b＝2×a×sin(β/2)

2)金属翅片(6)在加热容器(1)的圆周内壁上安装倾角的确定

喷嘴(4)在静止状态下喷雾时，测量微液滴从喷嘴(4)的喷射口喷射而出的径向初速度V0；测量喷嘴的喷射口距离喷嘴内部中心的半径R1，并根据喷嘴(4)在加热容器(1)的筒体内旋转喷雾时的转速，计算得到喷嘴(4)旋转时喷雾的切向速度V1；其中喷嘴(4)在静止状态下喷雾与喷嘴(4)旋转喷雾下的条件参数均相同，所述条件参数包括通过喷嘴(4)进行喷雾时的原料液组成、喷雾压力和喷雾温度的条件；

然后计算所述径向初速度V0与切向速度V1的矢量和速度，所述矢量和速度即为喷嘴(4)进行旋转喷雾时微液滴从喷嘴(4)的喷射口喷射而出后运动的速度，所述矢量和速度与径向初速度V0之间的夹角记为α；根据所述矢量和速度应与金属翅片(6)相垂直，据此确定金属翅片(6)与加热容器(1)圆周内壁的切线之间的夹角θ，计算公式如下：

θ＝α

所述金属翅片(6)与加热容器(1)圆周内壁的切线之间的夹角θ，即为金属翅片(6)在加热容器(1)的圆周内壁上安装的倾角；

3)根据金属翅片(6)安装的倾角θ、宽度b和加热容器(1)圆周内壁的周长πd确定金属翅片(6)的数量n范围，计算如下：

同时，金属翅片(6)的数量至少为3个；

然后设置验证实验考察金属翅片(6)不同数量下的实验效果，以确定金属翅片(6)的最佳安装数量范围。

2.如权利要求1所述的一种可实现微液滴充分加热升温设备的调控方法，其特征在于当所述加热容器(1)作为高温裂解反应器，且加热容器(1)用于原料液的快速升温进行高温裂解反应时，所述验证实验时高温裂解反应形成的产物蒸汽从加热容器(1)的出气口(5)向外流出，将流出的产物蒸汽冷凝下来，并对其中的产物收率进行检测分析；根据以上过程，在高温裂解的加热温度相同，以及喷嘴(4)旋转喷雾下的条件参数均不变的条件下，考察实验下金属翅片(6)数量与产物收率的对应关系，最高产物收率下的实验对应的金属翅片(6)数量，即为金属翅片(6)的最佳安装数量；其中所述喷嘴(4)旋转喷雾下的条件参数包括原料液组成、喷雾压力和喷雾温度的条件。

3.如权利要求1所述的一种可实现微液滴充分加热升温设备的调控方法，其特征在于当所述加热容器(1)作为精馏塔的塔釜再沸器，且加热容器(1)用于原料液的快速升温以获得原料高温蒸汽时，所述验证实验时形成的原料高温蒸汽从加热容器(1)的出气口(5)向外流出，对通过出气口(5)的原料高温蒸汽温度进行检测；根据以上过程，在精馏加热温度相同，以及喷嘴(4)旋转喷雾下的条件参数均不变的条件下，考察实验下金属翅片(6)数量与原料高温蒸汽温度的对应关系，较高原料高温蒸汽温度下的实验对应的金属翅片(6)数量，即为金属翅片(6)的最佳安装数量；其中所述喷嘴(4)旋转喷雾下的条件参数包括原料液组成、喷雾压力和喷雾温度的条件。