專利名稱：一種帶有凸形圓環(huán)結(jié)構(gòu)的自吸式氣液兩相噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢水處理裝置，特別是一種帶有凸形圓環(huán)結(jié)構(gòu)的自吸式氣液兩相噴嘴。
背景技術(shù)：
氣液兩相混合是常見的一種混合方式，如石油化工行業(yè)的氣液混合反應(yīng)過程、燃油與空氣混合燃燒過程、物料的冷卻、脫水干燥過程等。有機廢水好氧生物處理是一項已廣泛應(yīng)用并具有良好發(fā)展前景的環(huán)境治理技術(shù)，除油及除懸浮物的氣浮過程也是環(huán)境工程中常用的一個單元操作，這兩個過程的正常運行，都需要向系統(tǒng)中鼓入足夠的空氣，把氣液兩相進(jìn)行混合，其混合程度直接影響處理效果，在有機廢水好氧生物處理裝置中，通常用到射流曝氣器實現(xiàn)氣液混合，常用的射流曝氣器有供氣式和自吸式兩種，主要結(jié)構(gòu)有噴嘴、吸入室和混合室三個部分。因自吸式曝氣器能省去送氣動力設(shè)備，且自吸挾氣量能夠滿足許多過程的需要，因而其研究開發(fā)受到許多研究人員的關(guān)注。自吸式曝氣器的吸氣量及溶氧率與結(jié)構(gòu)尺寸和處理的液體量有關(guān)，當(dāng)其結(jié)構(gòu)尺寸尤其是噴嘴直徑確定后，吸氣量將隨液體處理量的變化而發(fā)生較大的變化。而現(xiàn)有的自吸式曝氣器因受其結(jié)構(gòu)設(shè)計的局限，在吸氣量、溶氧率上不夠理想，難以適應(yīng)不同工藝的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點而提供一種吸氣量大、氣液接觸均勻、溶氧時間比較長和溶氧效率比較高的帶有凸形圓環(huán)結(jié)構(gòu)的新型自吸式氣液兩相噴嘴。
本發(fā)明的目的可以通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)本噴嘴為圓筒式結(jié)構(gòu)，其至少設(shè)有三層同心圓筒，內(nèi)圓筒的下端有漸縮形噴液嘴，套裝固定在中層圓筒內(nèi)，中層圓筒內(nèi)的噴液嘴前方位置設(shè)有凸形圓環(huán)體，凸形圓環(huán)體的中部有縮頸，縮頸是凸形圓環(huán)體口徑最小處，凸形圓環(huán)體上部向下向內(nèi)漸縮至縮頸，縮頸以下為向下向外擴張形，凸形圓環(huán)體表面為流線形結(jié)構(gòu)，噴液嘴與凸形圓環(huán)體之間形成環(huán)隙位，當(dāng)有液體從噴液嘴高速噴出時，環(huán)隙位可形成足夠高的真空區(qū)，中層圓筒在對應(yīng)噴液嘴與凸形圓環(huán)體之間形成環(huán)隙位處及凸形圓環(huán)體處分別布設(shè)有配氣孔，凸形圓環(huán)體的縮頸設(shè)有配氣孔連通中層圓筒的對應(yīng)配氣孔，外圓筒套裝中層圓筒外，外圓筒與中層圓筒之間的間隙形成配氣室，外圓筒上設(shè)有吸氣口，吸氣口連通配氣室，中層圓筒內(nèi)環(huán)隙位、凸形圓環(huán)體的縮頸由配氣孔連通配氣室。
應(yīng)用中，液相由內(nèi)圓筒噴液嘴噴出，空氣由吸氣口進(jìn)入配氣室，然后經(jīng)配氣孔進(jìn)入中層圓筒內(nèi)環(huán)隙位，經(jīng)高速噴射液體的紊流剪切細(xì)化作用和環(huán)隙位強化混合結(jié)構(gòu)的作用下，空氣中的氧能較快地溶入液相中，中層圓筒內(nèi)凸形圓環(huán)體的縮頸為高速射流的“縮脈”處，凸形圓環(huán)體的作用在于除了強化氣液混合及氣液傳質(zhì)過程外，更重要的是利用了流體力學(xué)中的縮脈現(xiàn)象，形成對二次吸氣過程，因而能延長溶氧時間和提高溶氧動力，空氣通過凸形圓環(huán)體上的配氣孔進(jìn)入“縮脈”處，與液體進(jìn)一步混合噴出。
本發(fā)明設(shè)計合理，配氣均勻、效果好，凸形圓環(huán)體的縮頸產(chǎn)生縮、放效果提高吸氣及氣液接觸時間，并提高了氣液接觸面積，延長溶氧時間和提高溶氧動力，從而使液體吸氣量大、溶氧率高，結(jié)構(gòu)新穎、實用性強、調(diào)節(jié)方便、適應(yīng)面廣，使用效果好，容易推廣實施。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
參照圖1，本噴嘴為圓筒式結(jié)構(gòu)，下端為噴嘴出口，有內(nèi)圓筒[1]、中層圓筒[2]、外圓筒[6]三層同心圓筒套裝組成，內(nèi)圓筒[1]套裝固定在中層圓筒[2]內(nèi)，其下端為漸縮形噴液嘴[3]，噴液嘴[3]的直徑應(yīng)使液體流速介于10～40米/秒之間，噴液嘴[3]前方的中層圓筒[2]內(nèi)置有一凸形圓環(huán)體[5]，噴液嘴[3]與凸形圓環(huán)體[5]之間的間隙形成環(huán)錐形空隙位[4]，凸形圓環(huán)體[5]的上端面距噴液嘴[3]下端面的間距為噴液嘴[3]直徑的1～4倍，凸形圓環(huán)體[5]的中上部口徑最小處為縮頸，縮頸的內(nèi)孔徑為噴液嘴[3]直徑的1～4倍，凸形圓環(huán)體[5]上部為向內(nèi)漸縮至其縮頸，縮頸以下為向下向外擴張形，凸形圓環(huán)體[5]表面為流線形結(jié)構(gòu)，上端流線型表面與垂直方向夾角為20°～70°，下端流線型表面與垂直方向夾角為5°～45°。當(dāng)液體從噴液嘴高速噴出時，空隙位可形成足夠高的真空區(qū)，可使流入真空區(qū)的空氣充分分散和強化氣液混合，有助于充分利用高速液體射流的剪切細(xì)化作用。
中層圓筒[2]在對應(yīng)噴液嘴與凸形圓環(huán)體之間形成環(huán)隙位[4]設(shè)有多個配氣孔[8]，配氣孔[8]的直徑為噴液嘴[3]直徑0.5～1倍，開孔率為內(nèi)圓筒[1]流通面積的50％～150％，配氣孔[8]穿過中層圓筒[2]連通環(huán)隙位[4]，中層圓筒[2]對應(yīng)凸形圓環(huán)體[5]處布設(shè)有配氣孔[8]，凸形圓環(huán)體[5]的縮頸布設(shè)有配氣孔[9]連通中層圓筒對應(yīng)配氣孔，配氣孔[9]的直徑為縮頸直徑的0.5～1倍，開孔率為縮頸流通截面面積的50％～150％，配氣孔[8]、[9]為斜孔，其傾斜角為30°～60°，外圓筒[6]套裝在中層圓筒[2]外，外圓筒[6]與中層圓筒[2]之間的間隙形成一個環(huán)形內(nèi)腔，環(huán)形內(nèi)腔為配氣室[10]，外圓筒[6]的上部有吸氣口[7]，吸氣口[7]把配氣室[10]連通外面，配氣孔[8]把中層圓筒[2]內(nèi)環(huán)隙位[4]連通配氣室[10]，配氣孔[9]把中層圓筒[2]內(nèi)凸形圓環(huán)體[5]的縮頸連通配氣室[10]。
本噴嘴在實際用于含酚廢水的好氧生物處理中，經(jīng)45天穩(wěn)定運行結(jié)果表明進(jìn)水含酚濃度約為150mg/L，在有效容積約50L的反應(yīng)器中停留2小時后，酚濃度即可降至約15mg/L，降酚率達(dá)90％左右，效果非常顯著。
另外，本噴嘴在實際用于廣東省佛山市某小型煉油廠的氣浮裝置時，該池寬3m、長8m、深3.5m，在池寬方向上均布了3個本噴嘴，噴嘴的出水口直徑為100mm，高為3m，處理廢水量達(dá)40×103kg/d，運行結(jié)果表明氣泡細(xì)小，氣浮效果好，且省了鼓風(fēng)設(shè)備及操作維護(hù)費用。
權(quán)利要求
1.一種帶有凸形圓環(huán)結(jié)構(gòu)的自吸式氣液兩相噴嘴，內(nèi)圓筒[1]下端有漸縮型噴液嘴[3]，外圓筒[6]上有吸氣口[7]，其特征是其至少設(shè)有三層同心圓筒，內(nèi)圓筒[1]套裝固定在中層圓筒[2]內(nèi)，中層圓筒內(nèi)[2]的噴液嘴[3]前方位置設(shè)有凸形圓環(huán)體[5]，凸形圓環(huán)體[5]中部的縮頸口徑最小，噴液嘴[3]與凸形圓環(huán)體[5]之間形成環(huán)隙位[4]，中層圓筒[2]在對應(yīng)環(huán)隙位[4]、凸形圓環(huán)體[5]處設(shè)有配氣孔[8]，凸形圓環(huán)體[5]的縮頸設(shè)有配氣孔[9]連通中層圓筒[2]的對應(yīng)配氣孔[8]，外圓筒[6]套裝中層圓筒[2]外面，外圓筒[6]與中層圓筒[2]之間的間隙形成配氣室[10]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴，其特征是噴嘴由內(nèi)圓筒[1]、中層圓筒[2]、外圓筒[6]三層同心圓筒套裝組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴，其特征是凸形圓環(huán)體[5]上部向下向內(nèi)漸縮至縮頸，縮頸以下為向下向外擴張形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴，其特征是凸形圓環(huán)體[5]表面為流線形結(jié)構(gòu)，上端流線型表面與垂直方向夾角為20°～70°，下端流線型表面與垂直方向夾角為5°～45°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴，其特征是噴液嘴[3]為漸縮形的錐形結(jié)構(gòu)，錐角為30°～85°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴，其特征是凸形圓環(huán)體[5]的上端面距噴液嘴[3]下端面的間距為噴液嘴[3]直徑的1～4倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴，其特征是凸形圓環(huán)體[5]縮頸的內(nèi)孔徑為噴液嘴[3]直徑的1～4倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴，其特征是配氣孔[8]的直徑為噴液嘴[3]直徑0.5～1倍，開孔率為內(nèi)圓筒[1]流通面積的50％～150％。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴，其特征是配氣孔[9]的直徑為凸形圓環(huán)體[5]縮頸直徑的0.5～1倍。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴，其特征是配氣孔[8]、[9]為斜孔，其傾斜角為30°～60°。
全文摘要
一種帶有凸形圓環(huán)結(jié)構(gòu)的新型自吸式氣液兩相噴嘴，內(nèi)圓筒[1]下端有漸縮形噴液嘴[3]，外圓筒[6]上有吸氣口[7]，內(nèi)圓筒[1]套裝固定在中層圓筒[2]內(nèi)，中層圓筒內(nèi)[2]的噴液嘴[3]前方位置設(shè)有凸形圓環(huán)體[5]，噴液嘴[3]與凸形圓環(huán)體[5]之間形成環(huán)隙位[4]，中層圓筒[2]布設(shè)有配氣孔[8]，凸形圓環(huán)體[5]的縮頸有配氣孔[9]連通對應(yīng)配氣孔[8]，外圓筒[6]與中層圓筒[2]之間有配氣室[10]。其設(shè)計合理，液體吸氣量大、溶氧率高，結(jié)構(gòu)新穎、實用性強、調(diào)節(jié)方便、適應(yīng)面廣，使用效果好，容易推廣實施。
文檔編號B05B7/04GK1795997SQ20041009180
公開日2006年7月5日 申請日期2004年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月22日
發(fā)明者李德豪, 周如金, 胡智華, 鐘華文, 林培喜, 周錫堂 申請人:茂名學(xué)院