[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

说明书

本发明公开了一种可实现微液滴充分加热升温设备的调控方法，它在加热容器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，当需要对喷嘴向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，使加热容器内壁及金属翅片表面一并被加热形成高温壁面，然后喷嘴在加热容器内顺着金属翅片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。本发明科学合理的设置金属翅片，增加了微液滴与高温壁面的接触面积，使高温壁面的温度更加均匀，更有利与微液滴的快速升温，利用金属翅片的结构实现对微液滴升温速率的调控，调控手段简单，可控性强。

技术领域

本发明涉及液体快速升温的技术领域，具体涉及一种可实现微液滴充分加热升温设备的调控方法。

背景技术

现有技术中，液体的升温装置普遍存在液层厚度大，传热温度梯度大等问题，这容易导致高沸点液体的受热不均匀，结焦率高，使得加热升温的效率降低。

中国专利CN109011676A和CN108246210A分别公开了一种可实现物料快速升温汽化的精馏塔和一种新型高温裂解反应装置，均利用喷雾技术实现了物料的快速升温汽化或裂解，这两个专利均是利用喷嘴在加热容器内喷雾，先通过电磁加热使加热容器的内壁形成高温壁面，喷嘴向加热容器的高温壁面进行侧向喷雾，实现雾滴的快速升温过程。但是相对于喷嘴在静止状态下喷雾，喷嘴在加热容器内进行旋转喷雾时，单位体积物料对高温壁面的热利用率更高，且高温壁面上具有更好的高温温度稳定性，因此可设计成喷嘴旋转进料的结构。

但是在喷嘴旋转进料的过程中，旋转的喷嘴本身即对周围的气氛具有一定的搅动作用，会带动周围气流发生旋转，从而产生气旋涡流，加快了上升气流的流速，由此一部分雾滴在到达加热容器的高温壁面之前，就从加热容器顶部的出气口流出，从而降低微液滴与高温壁面的碰撞概率，降低了加热的效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种可实现微液滴充分加热升温设备的调控方法。通过本发明的调控方法，可增加微液滴与高温表面的碰撞概率，增加热利用效率，使得大流量的物料快速升温，提升生产效率。

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，加热容器顶部设有出气口，加热容器外周设置有加热装置，加热容器上安装有旋转喷液装置，旋转喷液装置的喷嘴悬设于加热容器的内腔中心，喷嘴的喷射口位于其侧部，通过喷嘴向加热容器的侧壁喷射雾化的物料，

其中，在加热容器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，对喷嘴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，使加热容器内壁及金属翅片表面一并被加热形成高温壁面，然后喷嘴在加热容器内顺着金属翅片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，

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

1)金属翅片宽度的确定

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

b＝2×a×sin(β/2)

2)金属翅片在加热容器的圆周内壁上安装倾角的确定

喷嘴在静止状态下喷雾时，测量微液滴从喷嘴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，并根据喷嘴在加热容器的筒体内旋转喷雾时的转速，计算得到喷嘴旋转时喷雾的切向速度V1；其中喷嘴在静止状态下喷雾与喷嘴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进行喷雾时的原料液组成、喷雾压力和喷雾温度的条件；