CN107213810B - 氧气与可燃气体高效、安全混合的方法 - Google Patents
氧气与可燃气体高效、安全混合的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107213810B CN107213810B CN201610164218.XA CN201610164218A CN107213810B CN 107213810 B CN107213810 B CN 107213810B CN 201610164218 A CN201610164218 A CN 201610164218A CN 107213810 B CN107213810 B CN 107213810B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- oxygen
- gas
- gas mixing
- fire
- mixing space
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/10—Mixing gases with gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/10—Mixing by creating a vortex flow, e.g. by tangential introduction of flow components
- B01F25/103—Mixing by creating a vortex flow, e.g. by tangential introduction of flow components with additional mixing means other than vortex mixers, e.g. the vortex chamber being positioned in another mixing chamber
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/20—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
- B01F35/60—Safety arrangements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F2025/91—Direction of flow or arrangement of feed and discharge openings
- B01F2025/913—Vortex flow, i.e. flow spiraling in a tangential direction and moving in an axial direction
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
- B01F2101/501—Mixing combustion ingredients, e.g. gases, for burners or combustion chambers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
Abstract
本发明涉及一种氧气与可燃气体高效、安全混合的方法,主要解决现有技术中混合效率较低、不安全的问题。本发明通过采用一种氧气与可燃气体高效、安全混合的方法,氧气由进气管进入各分布支管,氧气经由分布支管以旋流方式从各射流小孔喷出,进入气体混合空间,气体混合空间内的混合气体经过阻火区进入气体出口,阻火区内填充阻火材料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高效、安全混合的方法。
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。此外,完成混合后的可燃气体与氧气通常进入反应器或燃烧室,目前的气体混合装置大都没有采取阻火防爆措施,使得热点或火焰有可能返入气体混合装置造成燃爆事故。
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率较低、不安全的问题,提供一种新的氧气与可燃气体高效、安全混合的方法。该方法用于氧气与可燃气体混合中,具有混合高效、安全的优点。
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高效、安全混合的方法,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;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;气体混合空间内的混合气体经过阻火区进入气体出口,阻火区内填充阻火材料,避免下游热点反串入气体混合空间,同时混合气体出口管径缩小,以提高出口处混合气体速度,阻止下游火焰向气体混合装置传播,实现高效、安全的气体混合过程。
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)。
上述技术方案中,优选地,所述阻火装置内填充金属丝网、波纹或多孔形阻火材料。
上述技术方案中,优选地,所述阻火区与气体混合空间的高度之比为0.2~0.5。
上述技术方案中,优选地,所述混合气体出口管径与气体混合空间的直径之比为0.4~0.6。
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。此外,本发明在气体出口增加了阻火装置,能够有效防止下游热点、火焰反串入气体混合装置,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为阻火区;8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、阻火装置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。混合气体经过阻火区7并由混合气体出口8加速进入下游设备,阻火材料抑制可燃性混合气体在混合装置内发生燃烧,出口段的加速作用能够防止下游火焰回传到混合装置内。
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。所述阻火装置内填充金属丝网阻火材料。所述阻火区与气体混合空间的高度之比为0.3。所述混合气体出口管径与气体混合空间的直径之比为0.4。
【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。所述阻火装置内填充波纹形阻火材料。所述阻火区与气体混合空间的高度之比为0.4。所述混合气体出口管径与气体混合空间的直径之比为0.48。
【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。所述阻火装置内填充波纹形阻火材料。所述阻火区与气体混合空间的高度之比为0.2。所述混合气体出口管径与气体混合空间的直径之比为0.52。
【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。所述阻火装置内填充波纹形阻火材料。所述阻火区与气体混合空间的高度之比为0.35。所述混合气体出口管径与气体混合空间的直径之比为0.56。
【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。所述阻火装置内填充波纹形阻火材料。所述阻火区与气体混合空间的高度之比为0.5。所述混合气体出口管径与气体混合空间的直径之比为0.6。
【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。常规混合方法没有阻隔防爆措施,无法防止下游火焰的反串。
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。此外,本发明在气体出口增加了阻火区,能够有效防止下游热点、火焰反串入气体混合装置,取得了较好的技术效果。
Claims (1)
1.一种氧气与可燃气体高效、安全混合的方法,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;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;气体混合空间内的混合气体经过阻火区进入气体出口,阻火区内填充阻火材料,避免下游热点反串入气体混合空间,同时混合气体出口管径缩小,以提高出口处混合气体速度,阻止下游火焰向气体混合装置传播,实现高效、安全的气体混合过程;
其中,所述氧气分布支管的开孔率为0.2%~0.8%;
所述电机转动装置转速为1000~2000rpm;
所述阻火区内填充金属丝网、波纹或多孔形阻火材料;
所述阻火区与气体混合空间的高度之比为0.2~0.5;
所述混合气体出口管径与气体混合空间的直径之比为0.4~0.6。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610164218.XA CN107213810B (zh) | 2016-03-22 | 2016-03-22 | 氧气与可燃气体高效、安全混合的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610164218.XA CN107213810B (zh) | 2016-03-22 | 2016-03-22 | 氧气与可燃气体高效、安全混合的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107213810A CN107213810A (zh) | 2017-09-29 |
CN107213810B true CN107213810B (zh) | 2023-06-27 |
Family
ID=59927826
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610164218.XA Active CN107213810B (zh) | 2016-03-22 | 2016-03-22 | 氧气与可燃气体高效、安全混合的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107213810B (zh) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004030112A1 (de) * | 2004-06-22 | 2006-01-19 | Linde Ag | Verfahren zum Mischen von Gasströmen |
US7048772B1 (en) * | 1999-02-10 | 2006-05-23 | Casale Chemicals S.A. | Secondary reforming process and burner |
CN101678288A (zh) * | 2007-05-22 | 2010-03-24 | 株式会社东芝 | 微小气泡发生装置以及方法 |
TW201433355A (zh) * | 2012-12-14 | 2014-09-01 | Aixtron Se | 氣體混合裝置 |
CN104084065A (zh) * | 2014-07-25 | 2014-10-08 | 中石化上海工程有限公司 | 乙烯和氧气混合的方法 |
CN204395874U (zh) * | 2015-01-18 | 2015-06-17 | 林炳昆 | 气体混合器 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB0010693D0 (en) * | 2000-05-03 | 2000-06-28 | Bp Chem Int Ltd | Process for the production of olefins |
JP2005030736A (ja) * | 2003-07-11 | 2005-02-03 | Meidensha Corp | 加熱処理システム |
CN101584969B (zh) * | 2009-06-23 | 2012-08-29 | 中石油东北炼化工程有限公司吉林设计院 | 丙烯两步加氧法制丙烯酸的混合器 |
CN101683599B (zh) * | 2009-08-06 | 2011-09-14 | 煤炭科学研究总院重庆研究院 | 高精度气体混合系统及方法 |
KR101214745B1 (ko) * | 2011-03-25 | 2012-12-21 | 주식회사 경동나비엔 | 유로 분리형 가스-공기 혼합장치 |
CN202061582U (zh) * | 2011-04-02 | 2011-12-07 | 南京化工职业技术学院 | 组合式混合搅拌桨 |
CN103134078B (zh) * | 2011-11-25 | 2015-03-25 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种阵列驻涡燃料-空气预混器 |
CN103908916A (zh) * | 2012-12-31 | 2014-07-09 | 天津市华晋溥化工有限公司 | 一种易燃气体混合器 |
KR101287076B1 (ko) * | 2013-03-04 | 2013-07-17 | 송금석 | 팬-메탈 화이버 가스버너 |
CN203907610U (zh) * | 2014-06-16 | 2014-10-29 | 周云峰 | 一种燃气燃烧装置 |
CN105085440B (zh) * | 2015-09-11 | 2018-07-31 | 中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院 | 一种有效防止烯烃与氧气混合过程中发生燃爆的方法 |
-
2016
- 2016-03-22 CN CN201610164218.XA patent/CN107213810B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7048772B1 (en) * | 1999-02-10 | 2006-05-23 | Casale Chemicals S.A. | Secondary reforming process and burner |
DE102004030112A1 (de) * | 2004-06-22 | 2006-01-19 | Linde Ag | Verfahren zum Mischen von Gasströmen |
CN101678288A (zh) * | 2007-05-22 | 2010-03-24 | 株式会社东芝 | 微小气泡发生装置以及方法 |
TW201433355A (zh) * | 2012-12-14 | 2014-09-01 | Aixtron Se | 氣體混合裝置 |
CN104084065A (zh) * | 2014-07-25 | 2014-10-08 | 中石化上海工程有限公司 | 乙烯和氧气混合的方法 |
CN204395874U (zh) * | 2015-01-18 | 2015-06-17 | 林炳昆 | 气体混合器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107213810A (zh) | 2017-09-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107213809B (zh) | 氧气与可燃气体旋流混合的方法 | |
CA2585459A1 (en) | Ultra-low nox burner assembly | |
CN103292355A (zh) | 燃气轮机燃烧器及其运转方法 | |
CN106907712B (zh) | 超低氮悬浮式燃烧火焰的燃气喷嘴 | |
CN107213810B (zh) | 氧气与可燃气体高效、安全混合的方法 | |
CN112892442B (zh) | 一种改性酯化反应釜 | |
CN116537865A (zh) | 一种环隙引射喷雾除尘装置和除尘方法 | |
CN107596917A (zh) | 水泥熟料生产线窑尾烟气的sncr‑scr联合处理装置及工艺 | |
CN101342457A (zh) | 烟气脱硝涡流混合器及涡流混合方法 | |
CN204358722U (zh) | 旋流式燃烧器 | |
CN205412704U (zh) | 氧气与可燃气体高效、安全混合的装置 | |
CN107899411B (zh) | 一种用于水泥熟料生产线窑尾烟气处理的scr反应装置及方法 | |
CN101196300A (zh) | 燃气燃烧器 | |
CN209501340U (zh) | 干法烟气净化反应器及其物料预混合装置 | |
CN202909706U (zh) | 一种高效气液反应器 | |
CN203866046U (zh) | 内置阻火器的氢氰酸反应器 | |
CN210373409U (zh) | 一种立式锅炉专用的炉内烟气回流装置 | |
CN201779700U (zh) | 旋转点火装置 | |
CN205346847U (zh) | 一种气相二氧化硅混合燃烧的装置 | |
CN201603516U (zh) | 一种适用于湿法脱硫的浆液池复合式氧化装置 | |
CN105032262B (zh) | 一种氨气空气混合器 | |
CN204637999U (zh) | 基于旋流对冲机理基础上的高效喷氨系统 | |
CN101810997A (zh) | 一种适用于湿法脱硫的浆液池复合式氧化装置 | |
CN104764016A (zh) | 文丘里混合器的喷嘴结构 | |
CN204768250U (zh) | 一种可实现脱硫超低排放的雾化装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20230531 Address after: 100728 No. 22 North Main Street, Chaoyang District, Beijing, Chaoyangmen Applicant after: CHINA PETROLEUM & CHEMICAL Corp. Applicant after: Sinopec Safety Engineering Research Institute Co.,Ltd. Address before: Yanan City, Shandong province Qingdao City three road 266071 No. 218 Applicant before: CHINA PETROLEUM & CHEMICAL Corp. Applicant before: SINOPEC Research Institute OF SAFETY ENGINEERING |
|
TA01 | Transfer of patent application right | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |