[实用新型]一种气液同轴自激共振腔式雾化喷射装置

说明书

本实用新型提供了一种气液同轴自激共振腔式雾化喷射装置，本实用新型提供了一种气液同轴自激共振腔式雾化喷射装置，所述雾化喷射装置包括内环管、外环管、气相通道、液相通道、撞击共振腔和雾化喷射口，所述外环管套设于内环管外，所述内环管底部通过气相通道连接外环管，所述内环管周侧设有液相撞击喷嘴，所述内环管通过液相撞击喷嘴连接液相通道，所述液相通道设置在内环管和外环管之间，所述雾化喷射口设置在内环管顶部，所述撞击共振腔设置在液相撞击喷嘴所在位置与雾化喷射口之间，本实用新型雾化效果好、防堵塞、低能耗、造价低、处理能力大。

【技术领域】

本实用新型涉及火电厂设备技术领域，尤其涉及一种气液同轴自激共振腔式雾化喷射装置。

【背景技术】

火电厂和工业锅炉烟气湿法脱硫(石灰石/石膏法)过程产生的废水主要来源于吸收塔排放水、石膏脱水工艺清洗水和清洗系统，其新近的处理工艺，都是先将废水做絮凝沉降处理，再经浓缩减量后，排入蒸发干燥塔进行结晶固化处理。大致流程如下：

脱硫废水在经“絮凝沉降”处理后，悬浮物大大降低，但总溶解固体TDS基本没有变化，含量仍然很高(一般在20000-90000mg/L)，主要是钙离子、镁离子、钠离子、氯离子、硫酸根离子等；在经浓缩减量处理后，其悬浮物又会显著增加，主要是二水硫酸钙等晶体，TDS含量更高，最高可能在25万mg/L，显然废水物性有所变化，密度、粘度和沸点均明显增加；经过浓缩减量后的废水浓液，再经雾化喷射装置在蒸发干燥塔内实现结晶固化。

雾化喷射装置一般有两种模式，一种是旋转雾化喷射装置，另一种是内混式气液两相雾化喷射装置。

旋转雾化喷射装置，是机械雾化喷射装置的一种，因为借助了离心力和空气动力而雾化流体，所以也称为离心式雾化喷射装置。对于脱硫废水的干化而言，雾化盘的转速一般在8000-11000rpm，因此此类喷嘴对电机和雾化盘的耐磨性要求高；一个塔只能配置一套喷嘴，因此，当废水处理量波动较大时，单位处理量的能耗偏大；线速度＞60m/s，因此要求塔径较大，一般要求≮10m。综上，旋转雾化喷射装置的制造工艺要求高，整体造价较贵。

内混式气液两相雾化喷射装置，是指压缩空气在喷嘴内部混合腔与废水混合后喷出雾化。根据中心射流的不同又可分为气体中心式和液体中心式两种，其中液体中心式是指内射流为液体，外环管为气体。

现阶段脱硫废水的雾化采用的是液体中心式喷嘴，因为：①能够在较大工况范围内形成稳定高效的雾化射流；②加工简单；③废水通道较大，即使废水中有较高的悬浮物也不易堵塞。压缩空气通过气缝环进入喷嘴与液相射流作用形成气液两相射流。气相射流与液相射流的速度差能形成两相边界层的剪切，达到一相对另一相的剪切撕裂，当气相射流速度高于液相射流的速度会形成气相射流对液相边界层射流的撕裂作用，形成液相射流的雾化，其液相射流喷嘴的雾化(破裂) 型式为膜状破裂或拉丝破裂，粒径偏大，流速偏慢。

例如，在中国专利文献上公开的“一种脱硫废水处理系统”，其公告号为CN206645857U，包括了雾化喷射装置和蒸发塔，其不足之处喷嘴容易结垢和堵塞。由于废水含盐量高、且含有二水硫酸钙晶体等悬浮物，废水在经过此类喷嘴后喷入蒸干烟道中，雾化后废水—压缩空气混合物在喷嘴处被高温烟气迅速蒸干，使得二水硫酸钙等晶体在喷嘴处极易脱水产生硫酸钙和碳酸钙等晶体，形成硫酸钙和碳酸钙等硬垢、堵塞喷嘴，降低了喷枪的雾化效果，严重影响机组运行、直至停机。在中国专利文献上公开的“一种脱硫废水浓缩液雾化装置及雾化防堵方法”，其公告号为CN111410253 A，对此进行了改进。一是将喷嘴放置于空预器后，采用低温烟气(100-140℃)蒸发，延缓废水从喷嘴喷出后被蒸干的时间；二是通过在压缩空气中混入增湿水，增加脱硫废水浓缩液含水量，保证废水在腔体内受高温烟气加热后温度不高于80℃，防止硫酸钙、碳酸钙等硬垢在腔体内析出。这个改进能缓解喷嘴的结垢与堵塞，但是能耗增加明显、处理量大大降低，适用性受限。

工程实践中，还有一种改进路径，就是对废水或者废水浓缩液进行全软化处理、彻底去除废水中的钙离子后，再进入喷嘴雾化。因为软化成本过高，这种技术路线已基本被抛弃。