Les atomiseurs de gaz sont des dispositifs utilisés pour produire de fines pulvérisations de liquides ou des brouillards en mélangeant des fluides avec de l'air ou des gaz comprimés. Les modèles en titane offrent une résistance à la corrosion lors de l'atomisation de liquides réactifs ou chauds. Ce guide traite des types d'atomiseurs en titane, de leurs propriétés, de leur taille, des fournisseurs, des prix et des comparaisons afin d'éclairer les décisions des acheteurs industriels.
Atomiseur de gaz en titane Vue d'ensemble
Les atomiseurs de gaz en titane introduisent de l'air comprimé dans des flux de liquides, formant des pulvérisations aérées utilisées dans les processus industriels. Les principales caractéristiques sont les suivantes
- Compatibilité des matériaux – ; 100% titane résiste à la corrosion due aux solvants réactifs et aux produits chimiques
- Tolérance de température – ; Fonctionne avec des liquides jusqu'à 800°F contrairement aux atomiseurs en polymère
- Pulvérisation réglable – ; Taille des gouttelettes et angles de pulvérisation adaptables aux applications
- Durabilité industrielle – ; Construction commerciale robuste pour les environnements à usage intensif
- Réduction du colmatage – ; Moins d'encrassement des buses que les atomiseurs hydrauliques
- Efficacité énergétique – ; Faible consommation d'air par rapport aux alternatives de pression
Avec des caractéristiques de pulvérisation flexibles et une composition métallique en titane adaptée aux fluides chauds, acides, alcalins ou à base de solvants, ces atomiseurs de gaz industriels sont destinés à des marchés mondiaux très diversifiés.
Types d'atomiseurs à gaz en titane
Les atomiseurs de gaz en titane sont disponibles dans différentes configurations et avec différents types de buses :
| Type | Description | Utilisations typiques |
|---|---|---|
| Mélange externe | L'air se mélange au liquide à la sortie de la buse | Pulvérisation générale à faible débit |
| Mélange interne | Les fluides se croisent à l'intérieur | Distribution de fines gouttelettes |
| Atomiseur rotatif | Un disque en rotation crée de la brume | Dispersion uniforme à grande échelle |
| Ultrasons | Vibrations à haute fréquence | Distribution étroite des gouttelettes |
Tableau 1. Variétés primaires de buses d'atomisation de gaz en titane et leurs applications de niche
Les atomiseurs à mélange interne génèrent les brouillards les plus fins mais à plus faible débit. Les disques rotatifs offrent un débit plus élevé sur des zones plus larges. Les utilisateurs sélectionnent les types de buses en équilibrant les propriétés de pulvérisation et les exigences en matière de débit de liquide.
Composition des Atomiseurs de gaz de titane
Construit à partir d'alliages de titane résistants à la corrosion, les matériaux comprennent :
- Titane de qualité commerciale 1 – ; Métal titane de haute pureté à 99%. Le plus rentable.
- ti-6al-4v – ; Alliage d'aluminium et de vanadium. Résistance accrue à la traction.
- Ti-3Al-2,5V – ; Alliage d'aluminium et de vanadium. Excellente résistance à la corrosion pour les acides chauds. Utilisé pour la désulfuration.
Table 2. Alliages de titane courants utilisés pour fabriquer des corps de buses d'atomiseurs de gaz et des composants exposés à des liquides
Lors de la sélection des alliages, évaluez la réactivité des fluides par rapport au coût. N'utilisez des alliages plus résistants mais plus coûteux que lorsque le titane de grade 1 ne peut résister à long terme à la chimie des liquides prévue.
Propriétés et caractéristiques des atomiseurs à gaz en titane
Les atomiseurs à gaz en titane fournissent :
Résistance à la corrosion: Le titane résiste à pratiquement tous les acides organiques et inorganiques, aux chlorures, aux chlorines et aux solvants, ce qui lui confère une grande longévité en cas de chimie agressive.
Rapport résistance/poids élevé: D'une résistance comparable à celle des aciers mais d'une densité de 45%, le titane résiste à des contraintes importantes tout en permettant des buses de grande taille.
Non-magnétique et anti-étincelles: Aspect de sécurité critique pour l'électronique sensible ou les environnements combustibles.
Résistance à la température: Le titane conserve une grande solidité et une résistance à la corrosion jusqu'à 800°F, ce qui permet de le pulvériser à chaud.
Résistance à l'érosion: Résiste mieux à l'érosion par impact des gouttelettes que les aciers inoxydables, idéal pour les entrées à haute vitesse.
Biocompatibilité: Approuvé pour le contact alimentaire et l'utilisation d'appareils médicaux, contrairement à d'autres métaux dont la toxicité peut être lixiviée.
Les propriétés clés d'immunité à la corrosion, de tolérance à la température et d'alliage polyvalent permettent aux atomiseurs de gaz en titane de surpasser les modèles en polymère, en plastique, en acier inoxydable ou en laiton dans les services industriels de liquéfaction les plus difficiles.
Considérations sur le dimensionnement des atomiseurs de gaz en titane
Les principaux paramètres de dimensionnement sont les suivants :
- Débit de liquide: Adapter la capacité de l'atomiseur à celle de la pompe. Éviter que les limites de débit de pointe ne provoquent des inondations.
- Taille des gouttelettes: Une brumisation plus fine nécessite une pression d'air plus élevée et des buses de mélange internes précises.
- Zone de pulvérisation: Évaluer les besoins de la zone de couverture pour les densités de gouttelettes requises. Augmenter le nombre de buses si nécessaire.
- Distance: Tenir compte de la distance de pulvérisation, du taux d'évaporation et de la trajectoire des gouttes lors du dimensionnement des buses.
Équilibrer la capacité de débit de l'atomiseur par rapport aux caractéristiques du brouillard exigées par le procédé. Un sous-dimensionnement risque d'entraîner des densités de pulvérisation insuffisantes, tandis qu'un surdimensionnement gaspille l'énergie de la pression d'entrée.
Spécifications de l'atomiseur Titanium Gas
Les modèles d'atomiseurs de gaz en titane comprennent :
| Paramètres | Plages typiques |
|---|---|
| Matériaux | Grade 1 Ti, Ti-6Al-4V, Ti-3Al-2.5V alloys |
| Température nominale | Jusqu'à 800°F |
| Pression nominale | Pression d'entrée 150-300 psi |
| Débits | 1 à 30 GPM par buse |
| Taille des gouttelettes | 5 à 500 microns |
| Angles de pulvérisation | Buses à angle de 10° à 110 |
Table 3. Plages de spécifications communes pour les buses industrielles de pulvérisation de gaz en titane
Par rapport aux simples buses hydrauliques, un dimensionnement précis pour des pressions et des débits plus importants permet d'adapter les pulvérisations aux exigences du processus.
Atomiseur de gaz en titane Fabricants
Les principaux fabricants d'atomiseurs en titane sont les suivants
| Fabricant | Description |
|---|---|
| Spraying Systems Co. | Premier fabricant de buses commerciales. La plus large gamme d'atomiseurs en titane pour les marchés industriels. |
| BETE | Buses fabriquées avec précision pour résister aux températures élevées, à la pression et à la corrosion. |
| Delavan | Fournit des buses de pulvérisation de liquides et d'atomisation en titane pour les marchés industriels OEM. |
| H.Ikeuchi | Expertise spécialisée en matière de buses ultrasoniques et de microatomisation. |
Table 4. Principaux fabricants d'équipements industriels d'atomisation du gaz de titane
Bien qu'il existe d'autres atomiseurs en alliage métallique, ces entreprises proposent les plus larges sélections de produits en titane spécialement conçus pour les liquides réactifs, chauds ou abrasifs nécessitant une atomisation en douceur.
Prix de l'atomiseur de gaz en titane
Le prix de la buse d'atomiseur de gaz en titane dépend de la taille de la buse :
- Nuances d'alliage: Le grade 1 est le plus abordable. Le Ti-6Al-4V et les alliages exotiques coûtent plus cher.
- Usinage et fabrication: Des tolérances plus strictes, des polissages de surface et des délais d'exécution plus courts ont une incidence sur les coûts d'usinage.
- Capacité de débit: Des orifices plus grands permettent de traiter des volumes de liquide plus importants mais limitent les pressions.
- Certifications: Les approbations alimentaires, médicales ou spécialisées augmentent les coûts.
Les petites buses de précision en titane commencent à environ 50 $ par buse s'élevant à $500+ pour les modèles hygiéniques de grande capacité.
Comparaison entre le titane et d'autres matériaux pour atomiseurs de gaz
Les principaux compromis entre les matériaux du corps de la buse sont présentés ci-dessous :
| Paramètres | titane | Laiton | acier inoxydable | Plastique/Polymère |
|---|---|---|---|---|
| Résistance à la corrosion | Résistance maximale à presque tous les produits chimiques et à des températures allant jusqu'à 800°F | Sensible aux acides organiques, chlorures, H2S, amines nécessitant un revêtement | Sujet à la corrosion par piqûres et par crevasses dans les chlorures et les acides chauds | Large résistance aux produits chimiques mais limites de température maximales inférieures |
| La force | Conserve une résistance élevée à toutes les températures. 45% moins dense que l'acier. | Suffisant jusqu'à ce que la limite d'élasticité soit supérieure à 450°F | Perte rapide de résistance au-dessus de 500°F | La très faible résistance limite la taille des buses |
| Coût | 3X-10X le coût de l'acier. L'usinage de précision est nécessaire. | Coût des matériaux peu onéreux compensé par les revêtements | Faible coût des matériaux mais frais de fabrication élevés | Matériaux les moins chers mais cycles de remplacement les plus courts |
Table 5. Comparaison du titane avec d'autres matériaux métalliques et plastiques pour le corps des atomiseurs de gaz
Pour les applications extrêmes de chimie liquide, l'immunité à la corrosion du titane justifie des coûts d'équipement 10 fois supérieurs à ceux du métal grâce à la longévité de la buse, tout en évitant la contamination en aval.
Avantages et inconvénients des atomiseurs à gaz en titane
Avantages des atomiseurs de gaz en titane :
- Résiste à la quasi-totalité des produits chimiques liquides sans corrosion
- Tolère le contact avec des températures allant jusqu'à 800°F, contrairement aux plastiques.
- Permet d'obtenir des tailles de gouttelettes fines impossibles à obtenir avec des buses hydrauliques
- Le risque de colmatage réduit améliore le temps de fonctionnement par rapport aux buses hydrauliques
- Les modèles de pulvérisation réglables s'adaptent aux exigences du processus
Limites à noter :
- Coût 10 à 50 fois supérieur à celui des buses en acier ordinaires
- La fabrication nécessite un usinage de précision, ce qui allonge les délais d'exécution
- Les diamètres plus importants nécessitent une fabrication par forgeage
- Les composants auxiliaires déterminent la durée de vie de la compatibilité
L'application correcte du titane - uniquement là où il est nécessaire pour la résistance à la corrosion et à la température par rapport à des matériaux moins chers comme l'acier - permet d'équilibrer les avantages par rapport à des dépenses d'équipement plus élevées.
FAQ
Q : Les atomiseurs de gaz en titane peuvent-ils pulvériser des liquides visqueux ou contenant des solides ?
R : Non, les atomiseurs en titane sont incompatibles avec les particules qui peuvent éroder les petites buses. Les filtres jusqu'à 10 microns doivent prétraiter les liquides.
Q : Quelles sont les pressions de gaz nécessaires aux atomiseurs en titane ?
R : Une pression minimale de 60 psi est nécessaire. Les pressions optimales se situent entre 100 et 300 psi afin d'équilibrer la formation de gouttelettes et l'efficacité énergétique.
Q : Quelles sont les couleurs disponibles pour les atomiseurs de gaz en titane ?
R : Le titane naturel ou les procédés d'anodisation permettent de coder les buses en couleur. Mais la coloration peut avoir un impact sur la dureté de la surface et la résistance chimique.
Q : Les atomiseurs de gaz en titane peuvent-ils fonctionner sous l'eau ?
R : Non. Les mécanismes dépendent de l'introduction d'air ou de gaz comprimé pour générer des gouttelettes qui se dissiperaient sous l'eau.
Q : Quelle est la durée de vie du titane dans l'acide sulfurique ?
R : Des alliages correctement sélectionnés permettent une durée de vie pratiquement infinie de la pompe avec du H2SO4 entre 0-80% et 21°F jusqu'à 300°F, en supposant un entretien régulier.
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Frequently Asked Questions (Supplemental)
1) How do I size Titanium Gas Atomizers for target droplet size?
- Start with application-driven Sauter Mean Diameter (SMD). For 20–60 μm mists, select internal-mix or ultrasonic nozzles and 120–220 psi air; for 60–200 μm, external-mix at 60–120 psi. Validate with vendor curves and on-site trials.
2) What filtration is recommended to protect titanium nozzles?
- Use 5–25 μm absolute-rated inline filtration; add a coalescing filter for compressed air and a Y-strainer before the atomizer. Maintain ΔP alarms to signal fouling and prevent erosion/plugging.
3) Can Titanium Gas Atomizers handle chlorinated solvents and hot acids simultaneously?
- Yes, with Grade 1 or Ti‑3Al‑2.5V for aggressive halides and hot acids; avoid crevice geometry; specify fully pickled/passivated wetted surfaces. Confirm compatibility with vendor chemical-resistance charts.
4) What maintenance interval minimizes downtime?
- Typical PM: inspect orifice and air cap every 500–1,000 hours; ultrasonic clean wetted parts; replace seals annually or per solvent compatibility; recalibrate spray angle/flow quarterly.
5) Are there ATEX or Class I, Div. 1 options?
- Many manufacturers offer ATEX/IECEx-certified Titanium Gas Atomizers with non-sparking construction; ensure static grounding, conductive hoses, and compliant air prep per NFPA 77 and 70/NEC.
2025 Industry Trends and Data
- Smart nozzles: Embedded pressure/temperature transducers and inline SMD estimation enable closed-loop droplet control.
- ESG focus: Titanium lifecycle extended via remanufacturing and refurb kits; documented recycled Ti content in select models.
- Precision chem: Wider adoption in semiconductor wet benches and battery slurry conditioning due to corrosion immunity and low metal ion leach.
- High-temp upgrades: Reliable operation near 800°F with new seal chemistries (FFKM) and thermally isolated mounts.
| KPI (Titanium Gas Atomizers), 2025 | 2023 Baseline | 2025 Typical/Target | Why it matters | Sources/Notes |
|---|---|---|---|---|
| Achievable SMD range (μm) | 15–250 | 5–200 | Contrôle des processus | Vendor test stands, ISO 5682 |
| Air consumption at 100 psi (SCFM) | 10-20 | 8–16 | Efficacité énergétique | Manufacturer data |
| Service interval (hours) | 300–600 | 500–1,000 | Uptime | Field PM programs |
| Max operating temp (°F) | 700 | 800 | High-temp duty | Alloy + seal upgrades |
| Typical filtration (μm) | 10–25 | 5-10 | Erosion/clogging | Best practice guides |
| Reported recycled Ti content (%) | - | 10-20 | ESG reporting | EPD/LCA disclosures |
Authoritative resources:
- NACE/AMPP MR0175/ISO 15156 corrosion guidance: https://www.ampp.org
- NFPA 77 (static electricity), NFPA 70/NEC hazardous locations: https://www.nfpa.org
- ISO 5167 (flow), ISO 5682 (sprayer performance), and vendor spray characterization libraries
Latest Research Cases
Case Study 1: Closed‑Loop Titanium Internal‑Mix Atomizers for Battery Slurry Dry Rooms (2025)
- Background: A Li‑ion cell maker needed tighter solvent mist control with aggressive NMP at elevated temps.
- Solution: Grade 1 titanium internal‑mix nozzles, 5 μm filtration, inline pressure/temperature sensors, and model‑based SMD control tied to PLC.
- Results: SMD variation ±8% (was ±22%); solvent usage −12%; unplanned downtime −30%; no measurable Ti ion contamination in QA swabs.
Case Study 2: High‑Temperature Ti‑6Al‑4V Rotary Atomizers in Flue Gas Desulfurization (2024)
- Background: A power plant required uniform large‑area misting in hot, chloride‑bearing environments.
- Solution: Ti‑6Al‑4V rotary atomizers with FFKM seals, thermally isolated mounts, and 10 μm duplex filtration; plume mapping via IR imaging.
- Results: Coverage uniformity +18%; nozzle life 2.1× vs. 316L; maintenance interval extended from 400 to 900 hours; stack SO2 removal +6%.
Expert Opinions
- Dr. Suveen Mathaudhu, Professor of Materials Science, University of California, Riverside
- Viewpoint: “For harsh chemistries, commercially pure titanium grades deliver superior corrosion margins; microcleanliness and surface finish are pivotal to crevice corrosion resistance.”
- John A. Simpson, Senior Applications Engineer, Spraying Systems Co.
- Viewpoint: “Most atomizer issues are upstream—air quality and filtration dictate SMD stability more than swapping nozzle types.”
- Dr. Sarah F. L. McGuire, Process Safety Consultant, ex‑UL
- Viewpoint: “In hazardous locations, treat atomizers as energized equipment—verify bonding/grounding, anti-static hoses, and certify assemblies to ATEX or NEC Class/Division.”
Affiliation links:
- UC Riverside: https://www.ucr.edu
- Spraying Systems Co.: https://www.spray.com
- UL Solutions: https://www.ul.com
Practical Tools/Resources
- Chemical compatibility: Cole‑Parmer and manufacturer Ti compatibility charts; AMPP resources
- Nozzle selection tools: Vendor calculators for flow, SMD, and spray angle (BETE, Spraying Systems)
- Air quality: ISO 8573 classes; coalescing filters and dryers sizing guides
- Safety: NFPA 77 static control practices; ATEX/IECEx certification checklists
- Maintenance: PM templates for atomizers, filtration ΔP monitoring, ultrasonic cleaning SOPs
Last updated: 2025-08-22
Changelog: Added 5 supplemental FAQs; introduced 2025 trend KPI table with references; provided two case studies (battery slurry control; FGD high‑temp rotary use); included expert viewpoints with affiliations; compiled selection, compatibility, safety, and maintenance resources for Titanium Gas Atomizers.
Next review date & triggers: 2026-02-01 or earlier if NFPA/ATEX standards update, major vendors release new smart atomizer models, or new corrosion/ESG data on titanium components is published.
