CN107213809A - 氧气与可燃气体旋流混合的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种氧气与可燃气体旋流混合的方法,主要解决现有技术中混合效果较差的问题。本发明通过采用一种氧气与可燃气体旋流混合的方法,氧气由进气管进入各分布支管,氧气经由分布支管从各射流小孔以旋流方式喷出,进入气体混合空间的技术方案较好地解决了上述问题,可用于氧气与可燃气体混合中。
Description
技术领域
本发明涉及一种氧气与可燃气体旋流混合的方法。
背景技术
氧气与可燃气体混合过程广泛存在于氧化反应、富氧燃烧以及合成氨等过程,比如乙烯催化氧化制环氧乙烷工艺中,乙烯、甲烷等可燃气体与氧气按一定比例混合后,进入反应器。常见的可燃气体如乙烯、甲烷等在氧气中有较大的爆炸极限范围,气体混合过程要穿越可燃气体爆炸极限,如果两种气体不能快速高效混合,在局部形成浓度过高区域时存在发生燃爆的危险。
目前多数气体混合装置采用射流混合技术(如CN101848759A,CN104084065A),即氧气与可燃气体并流或错流接触,氧气通过喷嘴或小孔高速射流进入可燃气主体中,通过射流卷吸效应完成气气混合。这类射流气体混合装置结构简单,容易操作,但两股气体在较大空间内靠并流或错流接触混合很不充分,其后的自然发展阶段不能保证气体达到分子水平混合。
本发明有针对性的解决了该问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中混合效果较差的问题,提供一种新的氧气与可燃气体旋流混合的方法。该方法用于氧气与可燃气体混合中,具有混合效果较好的优点。
为解决上述问题,本发明采用的技术方案如下:一种氧气与可燃气体旋流混合的方法,氧气由进气管进入各分布支管,分布支管数量最少为2根,在水平面内对称均匀分布且与氧气进气管垂直,氧气分布支管下表面开有若干等径、等间距小孔,氧气经由分布支管从各射流小孔喷出,进入气体混合空间,气体混合空间内的混合气体从混合气体出口排出;可燃气体由分布在气体混合空间周围的进气管进入,进气管的数量至少为2个,在水平面内均匀分布,可燃气体与氧气形成错流流动;氧气进气管上端设有电机转动装置,能够带动整个氧气分布装置旋转,使射流进入气体混合空间的氧气形成旋流流场,旋流扰动对混合空间的气体起到搅拌作用,促进气体混合达到分子水平,实现高效的气体混合过程。
上述技术方案中,优选地,所述氧气分布支管的开孔率为0.2%~0.8%。
上述技术方案中,优选地,所述电机转动装置转速为1000~2000rpm(转/分钟)。
目前的氧气混合装置一般采用射流混合技术,利用氧气的射流卷吸来实现与可燃气体的混合,混合效果不能达到分子水平,本发明在射流混合基础上增加了旋转装置,氧气形成的旋流流场促进了气体扰动是气体混合达到分子水平,取得了较好的技术效果。
附图说明
图1为氧气与可燃气体混合装置的整体示意图;
图2为氧气分布装置俯视图。
图1、图2中,1为可燃气体进口;2为氧气进气管;3为电机转动装置;4为氧气分布支管;5为射流小孔;6为气体混合空间;7为混合气体出口。
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述,但不仅限于本实施例。
具体实施方式
【实施例1】
如图1所示,气体混合装置包括氧气进气与分布装置、可燃气体进口、圆柱形混合空间以及混合气体出口组成。在气体混合空间周围均匀设置2个可燃气体进气管1,可燃气体由此进入气体混合空间6,与氧气形成错流流动。氧气进气与分布装置包括氧气进气管2、与之相连的电机转动装置备3、氧气分布支管4以及支管上的射流小孔5,如图2氧气分布装置俯视图所示,氧气分布支管4设置于氧气进气管2的底部并与之垂直,分布支管的数量为2根,支管在水平面内呈轴对称分布,支管的下表面开有若干等间距、等径圆孔。氧气由氧气进气管2进入各氧气分布支管4,由支管上的射流小孔5喷出,电机转动装置3带动整个氧气进气与分布装置旋转,从而使氧气以旋流状态进入气体混合空间6,旋流扰动和射流卷吸共同促进氧气与可燃气体发生混合,并最终达到分子混合水平。混合气体由混合气体出口8进入下游设备。
所述氧气分布支管的开孔率为0.2%。所述电机转动装置转速为1500rpm。
【实施例2】
按照实施例1所述的条件和步骤,在气体混合空间周围均匀设置4个可燃气体进气管1,氧气分布支管的数量为4根。所述氧气分布支管的开孔率为0.36%。所述电机转动装置转速为1200rpm。
【实施例3】
按照实施例1所述的条件和步骤,在气体混合空间周围均匀设置6个可燃气体进气管1,氧气分布支管的数量为6根。所述氧气分布支管的开孔率为0.45%。所述电机转动装置转速为1000rpm。
【实施例4】
按照实施例1所述的条件和步骤,在气体混合空间周围均匀设置8个可燃气体进气管1,氧气分布支管的数量为8根。所述氧气分布支管的开孔率为0.6%。所述电机转动装置转速为1600rpm。
【实施例5】
按照实施例1所述的条件和步骤,在气体混合空间周围均匀设置4个可燃气体进气管1,氧气分布支管的数量为4根。所述氧气分布支管的开孔率为0.8%。所述电机转动装置转速为2000rpm。
【比较例】
现有技术中,采用射流混合的设备内部,气体达到均匀混合时在气体射流方向需要0.5-1.0m距离,该段区域内浓度分布不均匀,存在发生燃爆的危险。设备出口处氧气浓度分布不是恒定值,而是在±10%范围内波动。
本发明在射流混合基础上增加了旋转装置,氧气形成的旋流流场促进了气体扰动是气体混合达到分子水平,在射流方向上只需0.1-0.5m即可完全混合,且出口处浓度分布均一。实现了高效的气体混合,取得了较好的技术效果。
Claims (3)
1.一种氧气与可燃气体旋流混合的方法,氧气由进气管进入各分布支管,分布支管数量最少为2根,在水平面内对称均匀分布且与氧气进气管垂直,氧气分布支管下表面开有若干等径、等间距小孔,氧气经由分布支管从各射流小孔喷出,进入气体混合空间,气体混合空间内的混合气体从混合气体出口排出;可燃气体由分布在气体混合空间周围的进气管进入,进气管的数量至少为2个,在水平面内均匀分布,可燃气体与氧气形成错流流动;氧气进气管上端设有电机转动装置,能够带动整个氧气分布装置旋转,使射流进入气体混合空间的氧气形成旋流流场,旋流扰动对混合空间的气体起到搅拌作用,促进气体混合达到分子水平,实现高效的气体混合过程。
2.根据权利要求1所述氧气与可燃气体旋流混合的方法,其特征在于所述氧气分布支管的开孔率为0.2%~0.8%。
3.根据权利要求1所述氧气与可燃气体旋流混合的方法,其特征在于所述电机转动装置转速为1000~2000rpm。
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