本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種襯里復(fù)合管、制備方法及噴嘴。

背景技術(shù)：

目前，襯里鋼管在各種領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用，如應(yīng)用于多相催化反應(yīng)的流化床反應(yīng)器中的管式氣體分布器、噴嘴等。但是，目前常用的襯里鋼管襯里僅含有氧化鋁或者陶瓷，而氧化鋁或者陶瓷比較脆，在受到?jīng)_擊時(shí)易發(fā)生斷裂。如流化床反應(yīng)器中的噴嘴在受到反應(yīng)氣體或者催化劑沖擊時(shí)，很容易發(fā)生斷裂。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種襯里復(fù)合管、制備方法及噴嘴，具有較強(qiáng)的韌性，在使用過(guò)程中有效地減少了斷裂風(fēng)險(xiǎn)。

一種襯里復(fù)合管，包括：管狀外壁以及貼附于所述管狀外壁內(nèi)的襯里，其中，

所述管狀外壁包含鐵元素；

所述襯里包含氧化鋁、碳納米管及抗氧化劑。

優(yōu)選地，

所述碳納米管的質(zhì)量為所述襯里復(fù)合管總質(zhì)量的0.01％～0.5％。

優(yōu)選地，

所述抗氧化劑的質(zhì)量為所述襯里復(fù)合管總質(zhì)量的0.01％～0.5％。

優(yōu)選地，

所述抗氧化劑粒度為1μm～15μm。

一種襯里復(fù)合管的制備方法，包括：

將鋁粉和氧化鐵粉混勻放入一定內(nèi)徑的管狀模具內(nèi)；

并向混勻后的所述鋁粉和所述氧化鐵粉內(nèi)摻入碳納米管及抗氧化劑；

在惰性氣氛下，通過(guò)電阻絲加熱方式加熱混勻后的所述鋁粉和所述氧化鐵粉至熔融狀態(tài)，進(jìn)行鋁熱反應(yīng)；

通過(guò)對(duì)所述碳納米管、所述抗氧化劑以及鋁熱反應(yīng)生成的熔融狀態(tài)的鐵和熔融狀態(tài)的氧化鋁進(jìn)行離心，所述熔融狀態(tài)的鐵沿著所述管狀模具形成管狀外壁，所述熔融狀態(tài)的氧化鋁、所述碳納米管及所述抗氧化劑形成貼附于所述管狀外壁內(nèi)的襯里。

一種利用上述任一所述的襯里復(fù)合管制造的噴嘴，包括：進(jìn)氣主管及至少三個(gè)出氣支管，其中，

所述進(jìn)氣主管為第一內(nèi)徑的襯里復(fù)合管，每一個(gè)所述出氣支管為第二內(nèi)徑的襯里復(fù)合管，其中，所述第一內(nèi)徑大于所述第二內(nèi)徑；

所述進(jìn)氣主管包括位于一端的進(jìn)氣口以及位于側(cè)壁上的至少三個(gè)出氣口；

每一個(gè)所述出氣口以焊接的方式連接一個(gè)所述出氣支管，所述至少三個(gè)出氣支管之間形成的任意兩個(gè)夾角互不相等；

外部反應(yīng)氣通過(guò)所述進(jìn)氣口進(jìn)入所述進(jìn)氣管，并通過(guò)所述出氣口和對(duì)應(yīng)的所述出氣支管流出。

優(yōu)選地，

所述進(jìn)氣主管對(duì)應(yīng)的第一內(nèi)徑為3～400mm；所述出氣支管對(duì)應(yīng)的第二內(nèi)徑為2～200mm。

優(yōu)選地，

所述進(jìn)氣口與目標(biāo)出氣口的連線與所述目標(biāo)出氣口連接的出氣支管之間的夾角不大于90度。

優(yōu)選地，

所述進(jìn)氣主管另一端為弧形結(jié)構(gòu)的封閉端，所述弧形結(jié)構(gòu)角度為90～180度。

優(yōu)選地，

所述進(jìn)氣口具有螺紋結(jié)構(gòu)，用于與外部氣體分布器連接。

優(yōu)選地，上述任一所述的噴嘴，進(jìn)一步包括：固定部，其中，

所述固定部包括一個(gè)主管通道和至少三個(gè)支管通道；

所述主管通道，用于放置所述進(jìn)氣主管，其內(nèi)壁與所述進(jìn)氣主管的外壁貼合，以固定支撐所述進(jìn)氣主管；

每一個(gè)所述支管通道，用于放置一個(gè)所述出氣支管，其內(nèi)壁與一個(gè)所述出氣支管的外壁貼合，以固定支撐所述出氣支管。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種襯里復(fù)合管、制備方法及噴嘴，由于在襯里復(fù)合管的襯里內(nèi)包含的碳納米管彈性模量和斷裂強(qiáng)度較高，能夠很好地增加襯里復(fù)合管的韌性，而抗氧化劑能夠避免碳納米管被氧化失去原有的彈性模量和斷裂強(qiáng)度，因此，本發(fā)明實(shí)施例提供的襯里復(fù)合管具有較強(qiáng)的韌性，在使用過(guò)程中有效地減少了斷裂風(fēng)險(xiǎn)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的一種襯里復(fù)合管的制備方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的一種噴嘴的切面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明一實(shí)施例提供的進(jìn)氣主管上出氣口分布情況的截面圖；

圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的一種噴嘴的俯視圖；

圖5是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例提供的一種噴嘴的切面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例，基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種襯里復(fù)合管，包括：管狀外壁以及貼附于所述管狀外壁內(nèi)的襯里，其中，

所述管狀外壁包含鐵元素；

所述襯里包含氧化鋁、碳納米管及抗氧化劑。

由于在襯里復(fù)合管的襯里內(nèi)包含的碳納米管彈性模量和斷裂強(qiáng)度較高，能夠很好地增加襯里復(fù)合管的韌性，而抗氧化劑能夠避免碳納米管被氧化失去原有的彈性模量和斷裂強(qiáng)度，因此，本發(fā)明實(shí)施例提供的襯里復(fù)合管具有較強(qiáng)的韌性，在使用過(guò)程中有效地減少了斷裂風(fēng)險(xiǎn)。

在本發(fā)明另一實(shí)施例中，為了保證襯里的韌性，同時(shí)避免碳納米管的浪費(fèi)，所述碳納米管的質(zhì)量為所述襯里復(fù)合管總質(zhì)量的0.01％～0.5％。

在本發(fā)明又一實(shí)施例中，為了避免碳納米管被氧化，所述抗氧化劑的質(zhì)量為所述襯里復(fù)合管總質(zhì)量的0.01％～0.5％。

在本發(fā)明又一實(shí)施例中，為了保證抗氧化劑的抗氧化性能，所述抗氧化劑粒度為1μm～15μm。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種襯里復(fù)合管的制備方法，該方法可以包括以下步驟：

步驟101：將鋁粉和氧化鐵粉混勻放入一定內(nèi)徑的管狀模具內(nèi)；

步驟102：向混勻后的所述鋁粉和所述氧化鐵粉內(nèi)摻入碳納米管及抗氧化劑；

步驟103：在惰性氣氛下，通過(guò)電阻絲加熱方式加熱混勻后的所述鋁粉和所述氧化鐵粉至熔融狀態(tài)，進(jìn)行鋁熱反應(yīng)；

步驟104：通過(guò)對(duì)所述碳納米管、所述抗氧化劑以及鋁熱反應(yīng)生成的熔融狀態(tài)的鐵和熔融狀態(tài)的氧化鋁進(jìn)行離心，所述熔融狀態(tài)的鐵沿著所述管狀模具形成管狀外壁，所述熔融狀態(tài)的氧化鋁、所述碳納米管及所述抗氧化劑形成貼附于所述管狀外壁內(nèi)的襯里。

采用上述制備方法制備的內(nèi)徑76mm的襯里復(fù)合管，其斷裂韌性是純氧化鋁襯里的5倍，具有極好的耐磨性。

另外，采用上述制備方法制備的不同內(nèi)徑的襯里復(fù)合管制造的噴嘴，斷裂韌性是襯里為純氧化鋁的噴嘴的5倍，具有極好的耐磨性。

如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種利用上述任一所述的襯里復(fù)合管制造的噴嘴，該噴嘴可以包括：

進(jìn)氣主管201及至少三個(gè)出氣支管202，其中，

所述進(jìn)氣主管201為第一內(nèi)徑的襯里復(fù)合管，每一個(gè)所述出氣支管為第二內(nèi)徑的襯里復(fù)合管，其中，所述第一內(nèi)徑大于所述第二內(nèi)徑；

所述進(jìn)氣主管201包括位于一端的進(jìn)氣口2011以及位于側(cè)壁上的至少三個(gè)出氣口2012；

每一個(gè)所述出氣口2012以焊接的方式連接一個(gè)所述出氣支管202，所述至少三個(gè)出氣支管202之間形成的任意兩個(gè)夾角互不相等；

外部反應(yīng)氣通過(guò)所述進(jìn)氣口2011進(jìn)入所述進(jìn)氣主管201，并通過(guò)所述出氣口2012和對(duì)應(yīng)的所述出氣支管202流出。

其中，進(jìn)氣主管201上出氣口2012的分布情況如圖3所示，從圖3可以看出，出氣口2012在進(jìn)氣主管201上進(jìn)行不均勻的分布，從而使得至少三個(gè)出氣支管202之間形成的任意兩個(gè)夾角互不相等。

為了更清楚地展示進(jìn)氣主管201與出氣支管202間的關(guān)系以及各出氣支管202之間的關(guān)系，在本發(fā)明又一實(shí)施例中，以圖4所示的進(jìn)氣主管連接5個(gè)出氣支管的噴嘴俯視圖為例，從圖中可以明顯的看出各個(gè)出氣支管202連接進(jìn)氣主管201，同時(shí)各個(gè)出氣支管之間形成的夾角互不相等，從而保證出氣支管流出的氣體沿著進(jìn)氣主管為軸心進(jìn)行螺旋運(yùn)動(dòng)，從而使氣體分散更加均勻。

在本發(fā)明另一實(shí)施例中，所述進(jìn)氣主管201對(duì)應(yīng)的第一內(nèi)徑為3～400mm；所述出氣支管202對(duì)應(yīng)的第二內(nèi)徑為2～200mm。

在本發(fā)明又一實(shí)施例中，所述進(jìn)氣口2011與目標(biāo)出氣口2012的連線與所述目標(biāo)出氣口連接的出氣支管202之間的夾角不大于90度。

在本發(fā)明另一實(shí)施例中，進(jìn)氣主管另一端為弧形結(jié)構(gòu)的封閉端，所述弧形結(jié)構(gòu)角度為90～180度。

在本發(fā)明另一實(shí)施例中，所述進(jìn)氣口2011具有螺紋結(jié)構(gòu)，用于與外部氣體分布器連接。

如圖5所示，在本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中，上述噴嘴進(jìn)一步包括：固定部501，其中，

所述固定部501包括一個(gè)主管通道和至少三個(gè)支管通道；

所述主管通道，用于放置所述進(jìn)氣主管201，其內(nèi)壁與所述進(jìn)氣主管的外壁貼合，以固定支撐所述進(jìn)氣主管；

每一個(gè)所述支管通道，用于放置一個(gè)所述出氣支管202，其內(nèi)壁與一個(gè)所述出氣支管的外壁貼合，以固定支撐所述出氣支管。

本發(fā)明實(shí)施例提供的方案，至少具有如下有益效果：

1.由于在襯里復(fù)合管的襯里內(nèi)包含的碳納米管彈性模量和斷裂強(qiáng)度較高，能夠很好地增加襯里復(fù)合管的韌性，而抗氧化劑能夠避免碳納米管被氧化失去原有的彈性模量和斷裂強(qiáng)度，因此，本發(fā)明實(shí)施例提供的襯里復(fù)合管具有較強(qiáng)的韌性，在使用過(guò)程中有效地減少了斷裂風(fēng)險(xiǎn)。

2.在本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)保證抗氧化劑的質(zhì)量為所述襯里復(fù)合管總質(zhì)量的0.01％～0.5％，抗氧化劑粒度為1μm～15μm，可以有效地避免碳納米管被氧化，從而保證了襯里復(fù)合管的韌性及耐磨性。

3.利用本發(fā)明實(shí)施例提供的襯里復(fù)合管制造的噴嘴，由于其包括的至少三個(gè)出氣支管之間形成的任意兩個(gè)夾角互不相等；出氣支管流出氣體具有旋轉(zhuǎn)性，從而保證氣體分散更加均勻。

4.進(jìn)氣主管另一端為弧形結(jié)構(gòu)的封閉端，所述弧形結(jié)構(gòu)角度為90～180度，可以有效地避免顆粒物進(jìn)入噴嘴，從而避免噴嘴阻塞。

5.通過(guò)固定部包括的主管通道放置進(jìn)氣主管，其內(nèi)壁與進(jìn)氣主管的外壁貼合，以固定支撐所述進(jìn)氣主管；并通過(guò)固定部包括的每一個(gè)所述支管通道，用于放置一個(gè)所述出氣支管，其內(nèi)壁與一個(gè)所述出氣支管的外壁貼合，以固定支撐所述出氣支管。

需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二之類(lèi)的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同因素。

最后需要說(shuō)明的是：以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，僅用于說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。