[发明专利]喷嘴及其在喷射催化剂床方面的用途

说明书

技术领域

本发明涉及喷嘴，特别是涉及双材料喷嘴。本发明还进一步涉及到该种喷嘴在喷射催化剂床方面的应用。

背景技术

在现有技术中，有大量的出版物涉及到液体的雾化。特别是对具有内部混合功能的双材料喷嘴和具有外部混和功能的双材料喷嘴从理论上进行了描述并且通过实验进行了检验。在Thomas Richter和StefanWilhelm所写的文章“Kalkulierter Sprüh-Methoden des Zerstubensvon Flüssigkeiten in der Verfahrenstechnik”[计算喷淋-在工艺技术中的液体雾化方法](Maschinenmarkt 1991，PP.26ff.)中就描述了这种雾化喷嘴。

在DE-A-195 26 404中描述了一种利用第二种介质来分布最初的介质的装置。该描述中提到，用于第二种介质的相应出口的出口表面积和用于最初的介质的出口的出口表面积之间的比率是很低的。

进一步的，尽管在现有的技术中，商业供应商提供大量的喷头用来雾化很多种的材料，但是还没有一种可用的喷头或喷嘴能够满足以下所有要求：

在安装位置，喷嘴只需要很小的空间，

喷嘴能够承受高温，

喷嘴能使少量的固体在很大的表面积上形成一种均匀一致的、覆盖在表面上的分布，

喷嘴的结构简单，

在工作过程中，即使有固体悬浮微粒，喷嘴也能够保证不出现故障。

特别的，正如在生产甲醛时所要用的，在需要增进银催化剂的作用时，在反应器的运行过程中以及在反应器中出现湍流的情况下，就需要有带有助催化剂的催化剂均匀的、脉冲式的滴落。其目的是避免局部过多计量助催化剂从而使催化剂的活化作用减弱。传统的用来提供助催化剂的喷嘴不能够实现这一点。

发明内容

于是，本发明的目的就是提供一种喷嘴，该种喷嘴能够避免现有技术的缺点并能满足上述的各项要求。特别的，本发明的目的是，当催化剂表面积很大时，该种喷嘴可以适用于银催化剂的助催化作用。进一步的，本发明的目的是能把该喷嘴集成在甲醛反应器的现存的密封系统中。

上述的发明目的通过一种喷嘴来实现，该种喷嘴适于用来将固体或液体均匀的分布在大的表面上，并且该种喷嘴上至少有两个单独的喷头。根据本发明，该喷嘴包含一个双套管结构管道和一个用来安装单独喷头的基体。该双套管结构管道具有一个内管和一个外管，该内管适于用来引导承载气体和固体颗粒或液滴的混和物，该外管适于用来引导推进气体。上述基体与双套管结构管道的两个管子用一连接件牢固地连接在一起。基体上具有若干连接孔，这些连接孔都在上述内管的内部和在各种情况下作为一个单独喷头的内部引导元件的连接点之间形成连接，基体上还具有若干连接通道，这些连接通道都在上述双套管结构管道的内管和外管之间的区域和在各种情况下作为一个单独喷头的外部引导元件的连接点之间形成连接，其中每一个外部引导元件都包在上述内部引导元件的外围。基体和各个单独的喷头都以一定的方式来设计和安置，以使得通过上述内管来供给的承载气体和固体颗粒或液滴的混合物，并通过上述内管和外管之间的区域来供给的推进气体产生推进气体、承载气体和固体颗粒或液滴的湍流，并且使所形成的混合物能够被均匀的、辐射式的分布。

令人惊奇的是，向带有喷管的喷头同时送入推进气体和要进行分布的气体会使得精确的分布固体助催化剂成为可能，同时，几乎没有可能在催化剂上发生局部过量计量。更有利的是喷管和喷头的结构简单，在使用过程中工作可靠，并且被设计成适当的形式从而该喷嘴能够适应于现存的气流情况。特别是该喷嘴能够被集成在一个甲醛反应器的现存的密封系统中。

在本发明的一个实施例中，在基体和双套管结构管道之间有一个连接元件，该连接元件具有若干呈环状布置的孔，以眼用来传送并且均匀地分配推进气体，而且这些孔眼被加工成适当的尺寸从而当气体流过孔眼时，其压力下降比起气体流入单独喷头的加压室时，要低数倍。

在基体上可以有一个环形的分配室，该分配室与双套管结构管道的内管和外管之间的区域相连接，这样是有利的。在各种情况下，连接通道都从该分配室通向一个作为单独喷头的外部引导元件的连接点。

最好以正多边形的方式设置三到八个单独喷头，这些喷头都安装在基体上。

根据本发明所提出的喷嘴其工作效果是很成功的，其中各单独喷头都被设计成双材料环形喷头。

将各单独喷头的外部引导元件按这样的方式来设计和安装是有利的，也就是当推进气体与承载气体和固体颗粒或液滴的混合物相遇时，会有一个气流的分量与上述的单独喷头的轴线相正切。