一种用于悬浊液的超声波雾化装置的制作方法

本发明涉及一种液体喷雾装置，特别是涉及一种用于雾化粘稠度较高或含有微小固体颗粒的悬浊液的超声波雾化装置，尤其适用于火力发电厂烟气脱硫脱硝系统中，属于超声波雾化领域。

背景技术：

二氧化硫是目前大气污染物中数量较大、影响范围广的一种气态污染物。随着人类社会的飞速发展，对能源的需求有增无减。这注定环境污染问题将日趋剧烈，而电厂消耗大量的煤，产生大量的二氧化硫，因此电厂脱硫是保护环境的重要手段。目前电厂大多采用湿法脱硫工艺。该工艺中生产的浆液经雾化喷嘴喷出与烟气接触，从而达到脱硫的目的。喷嘴是脱硫装置中的关键部件之一。雾化是将液体或液-固悬浮体分散成细小滴粒的操作，它可以提供巨大的相间接触面积，是一种重要的单元操作。喷嘴雾化性能的好坏对脱硫效率、投资成本和操作维修成本有重要的影响。目前湿法脱硫雾化喷嘴一般为压力式喷嘴，可分为实心锥、空心锥和扇形锥，喷嘴结构相对比较简单，雾化效果不佳。为了进一步改善雾化效果，还需着重考虑对喷嘴的结构优化设计及新型雾化装置的开发应用，在提高脱硫效率的同时，降低投资成本、操作维护成本，降低脱硫成本以及能源消耗。

超声波雾化作为一种新型的液体雾化技术被广泛应用于医疗、民用、工业、科研等各个领域。超声波雾化是利用超声波换能器发出的高频振荡将处于换能器表面的液体撕裂成微小的颗粒。超声波雾化水雾粒径小，其粒径<50μm。与气体接触面积大，便于雾化水汽与烟气的充分接触混合，有效进行脱酸。除此之外，超声雾化蒸发率高，能使含尘区域水蒸汽迅速达到饱和，不仅能满足改善呼吸性粉尘湿润性所需要的条件，还能通过云物理学、空气动力学、斯蒂芬流输送等多种机理实现“呼吸性粉尘”的捕集。

而现有的超声波雾化装置只适合于雾化水、酒精等单相溶液。并且在空载(无液体)的时候，低效率的高频振荡换能器会瞬间升温至200℃以上，致使换能器烧毁，所以该种超声波雾化装置必须完全浸在液体中工作，从而使该雾化装置通常需要一个储水池且只能自下而上地雾化，只有通过施加一定的导流气体才能把液雾吹送到其他方向，这一缺陷也让该种雾化装置在许多实际应用中受到很大限制。

且现有超声波雾化喷头的振动频率一般较高大于40khz，工作时换能器的发热量较高，其中大多数换能器又没有良好的散热功能，当连续工作时，易造成换能器过热损坏，需要频繁更换换能器才能继续工作，耽误工作时间，直接影响工作效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种用于悬浊液的超声波雾化装置，尤其适用于火力发电厂烟气脱硫脱硝系统中，克服现有雾化装置易堵塞、喷雾颗粒大、发热量大，必须完全浸在液体中的苛刻工作条件，该装置可以连续工作，不需要频繁更换换能器，且能雾化除溶液之外的悬浊液。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。这种用于悬浊液的超声波雾化装置，它包括换能器壳体、换能器、雾化工具头、喷液环、进气孔、出气孔、进液孔和出液孔，所述换能器壳体包覆在换能器外部，换能器通过换能器壳体顶端的导线接口连接超声波电源；所述雾化工具头与换能器相连接，换能器与喷液环卡扣连接；在换能器壳体底部开有出气孔，换能器壳体与换能器之间的空隙用导热胶填充；所述进气孔置于换能器壳体上部，压缩空气通过进气孔进入到换能器壳体内部，压缩空气在换能器壳体腔内快速流动，并从出气口排出，以此带走腔体内换能器振动所产生的热量；所述进液孔设置在喷液环的侧边，用于向喷液环中泵入液体；所述喷液环通过两块中间带孔的挡板固定，并与下部挡板密封连接以防止液体泄漏，喷液环有一环圆周的储液凹槽与进液孔相通，用于存储泵进喷液环的待雾化液体，大孔进小孔出的雾化液在端差压力和液位差的条件下形成喷射状。

所述出气孔为沿换能器外部对称分布的两个狭长带状空隙，在保证换能器通气冷却的同时避免因气流端差对雾化工具头上的超声波雾化产生干扰，影响雾化效果。

所述出液孔设置在喷液环底端的圆锥面上，为8个环圆周均匀分布的直径为1mm的小微孔，出液孔喷出的液体刚好到达雾化工具头的倒角切面上，当液体喷射到快速振动的雾化工具头的倒角切面上时，在雾化工具头的倒角切面上就会形成一层波状液体薄膜，随着雾化工具头振动幅度的增大，液膜表面波的振幅也增大。

所述出液孔的中心与雾化工具头底面中心的连线和雾化工具头的轴向成30°。

本发明的有益效果为：本发明由于采用了上述技术方案，提高了超声波雾化装置的雾化能力和雾化效率；可以实现的悬浊液和溶液雾化，并且本发明所述超声波雾化装置不受体液储存和液位的限制，在没有导流风的情况下也可向任意方向喷雾；克服现有机械喷头易堵塞、喷雾颗粒大等问题，该喷头可以连续工作，不需要频繁更换换能器，在火力发电厂烟气脱硫脱硝系统领域有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明的超声波雾化装置3d实体图；

图2是本发明的超声波雾化装置的3d剖面图；

图3是本发明的喷液环3d剖面图。

附图标记说明：换能器壳体1、换能器2、雾化工具头3、喷液环4、进气孔5、出气孔6、进液孔7、出液孔8、导线接口11、倒角切面31、储液凹槽41。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做详细的介绍：

如图所示，这种用于悬浊液的超声波雾化装置，其特征在于，它包括换能器壳体1、换能器2、雾化工具头3、喷液环4、进气孔5、出气孔6、进液孔7和出液孔8，所述换能器壳体1包覆在换能器2外部，换能器2通过换能器壳体1顶端的导线接口11连接超声波电源；所述雾化工具头3通过螺钉与换能器2相连接，换能器2穿过挡板中心孔与喷液环4卡扣连接。在换能器壳体1底部开有出气孔6，换能器壳体1与换能器2之间的空隙用导热胶填充；一方面用于换能器的散热，另一方面可以保护换能器，提高换能器在高湿度环境中的绝缘性。

所述进气孔5置于换能器壳体1上部，压缩空气通过进气孔5进入到换能器壳体1内部，压缩空气在换能器壳体1腔内快速流动，并从出气孔6排出，以此带走腔体内换能器振动所产生的热量，对换能器进行散热冷却保护。所述进液孔7设置在喷液环4的侧边，进液孔7的内径为8mm，用于向喷液环中泵入液体。

所述喷液环4通过两块中间带孔的挡板固定，并与下部挡板密封连接以防止液体泄漏，喷液环4有一环圆周的储液凹槽41与进液孔7相通，用于存储泵进喷液环的待雾化液体，大孔进小孔出的雾化液在端差压力和液位差的条件下形成喷射状。

所述出气孔6为沿换能器2外部对称分布的两个狭长带状空隙，在保证换能器通气冷却的同时避免因气流端差对雾化工具头3上的超声波雾化产生干扰，影响雾化效果。

所述出液孔8设置在喷液环4底端的圆锥面上，为8个环圆周均匀分布的直径为1mm的小微孔，出液孔8喷出的液体刚好到达雾化工具头3的倒角切面31上，当液体喷射到快速振动的雾化工具头的倒角切面上时，在雾化工具头3的倒角切面31上就会形成一层波状液体薄膜，随着雾化工具头振动幅度的增大，液膜表面波的振幅也增大。当液膜表面波的振幅增大到一定值时，波的顶端就会变得不稳定并破裂，从雾化工具头的倒角切面上表面喷射出大量细小雾状液滴。

所述出液孔8的中心与雾化工具头3底面中心的连线和雾化工具头3的轴向成30°。

可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。