CN108355508A - 一种生产轻烃混合燃气的混合装置 - Google Patents
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Abstract
一种生产轻烃混合燃气的混合装置，包括混合器壳体，混合器壳体一端与空气进口端相连通，在混合器壳体内部空气进口端末端设置有空气分布装置，位于混合器壳体上端设置有气态轻烃进口，位于混合器壳体内部设置有混合元件，混合元件位于空气与气态轻烃运行方向的末端，混合器壳体另一端为轻烃混合燃气出口，空气与轻烃气体分别以分散和整体的方式进入混合器壳体，分散的空气与混合器腔内的轻烃气体混合是为了避免混合过程中混合器达到爆炸极限，进一步提高了此混合器用于生产轻烃混合燃气的安全性，两种气体在进入混合器后先进性初步混合，紧接着通过由波纹板组成的圆柱体混合元件，达到完全混合的目的，具有混合效率高以及混合过程安全的特点。
Description
技术领域
本发明涉及混空轻烃燃气技术领域，特别涉及一种生产轻烃混合燃气的混合装置。
背景技术
根据CJ/T 341-2010《混空轻烃燃气》、NY/T 652-2002《民用轻烃混合燃气工程技术规范》得到轻烃混合燃气的概念为以轻烃燃料为原料，经过工艺装置气化与掺混气形成的混合燃气。这种燃气与其他化石燃料的代替燃料相比，比醇、醚、酯类等含氧燃料更加清洁同时更易混合；比合成油的低温特性要好；除了具备与天然气相同的使用方便、清洁环保还有许多天然气不具备的优势。比如：原料来源广泛，作为副产品其附加值很低；不需要投资修建长输管线与门站及庞大的市政管网；气站设备集成化程度高，体积小占地少、可有效节约土地；作为城市燃气将大大提高石油冶炼副产品的工业价值、合理配置能源资源。有效缓解现阶段天然气供应不足、煤改气进度缓慢、部分地区供暖问题仍然没有得到解决的问题。
目前生产这种轻烃混合燃气的方法是将液态轻烃转化为气态燃料的方式多为把液态轻烃加热液化，之后按一定比例与空气进行混合冷却，得到混空燃气的方法。但目前的混合技术以及混合设备混合效率低、混合效果差、混合过程的安全性也不能很好的保证。也就是现阶段的混合技术和混合设备并没有具体针对这种轻烃混合燃气的特性进行设计，在实际生产过程中往往选用气体通用的混合器来进行生产，并不能很好的满足生产需要。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种生产轻烃混合燃气的混合装置，解决了现有混合器生产轻烃混合燃气时的不足，具有混合效率高以及混合过程安全的特点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种生产轻烃混合燃气的混合装置，包括混合器壳体1，所述的混合器壳体1一端为空气进口端2，另一端为轻烃混合燃气出口4，在空气进口端2设置有空气分布装置3，位于混合器壳体1上端设置有气态轻烃进口6，位于混合器壳体1内部设置有混合元件5，混合元件5位于空气与气态轻烃运行方向的末端。
所述的空气分布装置3为圆锥管结构，圆锥管的末端封闭，并在圆锥管上均布若干气孔，圆锥管底部与空气进口端2相接，圆锥上气孔的摆排布方式沿圆锥母线排列或者螺旋排列。
所述的圆锥管结构的圆锥角不大于60°。
所述的圆锥管结构的圆锥角不超过45°。
所述的气孔间距大于2.5倍孔径。
所述的混合器壳体1的管径大于空气进口端2的管径。
所述的混合元件5为波纹板，波纹板为圆柱体结构，混合器壳体1内部为空腔结构。
所述的气态轻烃进口6通过轻烃入口管与混合器壳体1轴向相交且端部伸入混合器壳体1中。
所述的轻烃入口管长度不超过混合器壳体1轴线。
所述的混合器壳体1截面为圆形，所述的混合器壳体1管径大于气态轻烃入口6管径。
所述的空气进口端2的管径与气态轻烃进口6的管径为5:1。
本发明的有益效果：
本发明的轻烃混合燃气混合器能够使空气与燃气混合的均匀、充分、快速地进行掺混，混合质量好，混合过程效率高。除了以上优点之外，本混合器还根据轻烃混合燃气这种新型燃气的具体特性，通过控制两种气体的混合方式以及混合气体的流速提高了混合过程的安全性。
附图说明
图1为本发明的全抛主视图。
图2为本发明空气分布装置处的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1、图2所示，本发明公开的这种轻烃混合燃气混合器，它包括混合器壳体1、空气进口端2、空气分布装置3、轻烃混合燃气出口4、混合元件5、气态轻烃进口6。混合器壳体1的管径大于空气管路，保证空气进入混合器后减速至要求流速，并且与空气管路通过法兰相连；气态轻烃进口6垂直焊接在混合器壳体1上与混合器轴向相交，并且要求气态轻烃进口6的端部伸入混合器壳体1一部分；空气分布装置3为一圆锥壳，在此圆锥上开有若干气孔7，圆锥圆周与混合器壳体1焊接连接；轻烃混合燃气出口4与轻烃混合燃气管道通过法兰连接；混合元件5位由波纹板组成的圆柱体，混合元件放置在混合器壳体1中。
爆炸极限是指当可燃气体和空气(氧气)均匀混合后，在外界能量的作用下能发生燃烧的体积浓度极限。分为爆炸上限和爆炸下限。爆炸下限和爆炸上限是指能使火焰传播的可燃气体的最低体积浓度和最高体积浓度。就是说只要可燃气体的体积浓度在爆炸极限的浓度范围内，可燃气体才能发生燃烧甚至爆炸。所述需要混合的轻烃混合燃气的爆炸极限为0.24％～7.44％，即当在极少量的轻烃气体混在空气环境中，容易达到爆照极限。在轻烃混合燃气中，空气的比例较大。为了保证这一动态过程的安全性，优选地使空气分散地与轻烃气体进行混合。
在所述的混合器中，为了使进入的空气尽可能分散地与空气接触，所述空气分布装置3的优选锥角应不大于60°，更优选的选取为不超过45°。以此来增大空气分布装置3的表面积。
在所述混合器中，为了进一步提高空气与轻烃气体混合时空气的分散程度，保证混合过程均在混合气的爆炸极限之外。空气分布装置3上的气孔7孔径应根据空气流量及压力尽可能小，优选流速小于5m/s；压力为0.4Mpa(表压)，气孔分布尽可能分散，孔间距优选为大于2.5倍孔径。
在所述混合器中，气态轻烃进口6位于混合器上方焊接在混合器壳体1上轴线相交，端部要求伸入混合器壳体1中，且伸入部分的长度可以为任意，优选的伸入长度不超过混合器壳体1轴线，轻烃入口管进入角度为垂直进入混合器壳体1内部。
本发明的工作原理为：
将上述的轻烃混合燃气混合器在管路上水平连接使用，上述混合器的空气进口端2与空气管路通过法兰连接。要求混合器内径比空气管道内径大，来降低空气管路中的气体流速。为了保证更好的控制混合过程，在空气进入混合器之前要通过流速计、泵、阀门来进行监控和调节。空气在进入混合器内部时需要先通过一个空气分布装置3来分散的进入混合器壳体1内，空气分布装置3为圆锥形，其上布置若干小孔7。类似空气入口，轻烃气体管道通过法兰与位于混合器上方的气态轻烃进口6连接，自上而下通入轻烃混合器内部，伸入混合器内部的轻烃入口管可以保证轻烃气体快速充满混合器内部。在轻烃管路上也需要流速计、泵、阀门来进行监控以及调节。空气与轻烃气体分别以分散和整体的方式进入混合器壳体，两种气体进入混合器时应控制两种气体的流速小于5m/s，其目的是防止告诉的混合气体的静电效应，保证混合过程的安全性。分散的空气与混合器腔内的轻烃气体混合是为了避免混合过程中混合器达到爆炸极限，进一步提高了此混合器用于生产轻烃混合燃气的安全性。两种气体在进入混合器后先进性初步混合，紧接着通过由波纹板组成的圆柱体混合元件5，达到完全混合的目的。
实施例1：
现有原料组成如下表的轻烃原料，按照燃空比1:4与空气进行混合制成轻烃混合燃气，轻烃混合燃气混合器出口处气体流量为100m3/h，混合过程在常温常压下进行。本发明用于此轻烃混合燃气混合的实例如下：
选择混合器的管径为：D＝100mm；
则混合燃气的流速为：
轻烃燃气进口的管径为20mm；空气进口的管径为100mm。
根据HG/T 20570.20—95，初选长径比为L/D＝10，则混合器长度：L＝10×D＝2000mm。
为了尽可能的使空气分散的进入混合器壳内。空气分布装置锥角为45度，高为100mm；空气气孔孔径为8mm，孔间距为25mm。
放置于轻烃混合燃气混合器中的混合元件为由波纹板组成的圆柱体。
表1：实例1轻烃原料组成表
| 戊烷原料组成 | 丙烷 | 异丁烷 | 丁烷 | 新戊烷 | 异戊烷 | 戊烷 | 己烷 |
| 摩尔含量(V％) | 2.5 | 3.1 | 2.9 | 13.4 | 29.3 | 43.2 | 5.6 |
Claims (10)
1.一种生产轻烃混合燃气的混合装置，包括混合器壳体(1)，其特征在于，所述的混合器壳体(1)一端为空气进口端(2)，另一端为轻烃混合燃气出口(4)，在空气进口端(2)设置有空气分布装置(3)，位于混合器壳体(1)上端设置有气态轻烃进口(6)，位于混合器壳体(1)内部设置有混合元件(5)，混合元件(5)位于空气与气态轻烃运行方向的末端。
2.根据权利要求1所述的一种生产轻烃混合燃气的混合装置，其特征在于，所述的空气分布装置(3)为圆锥管结构，圆锥管的末端封闭，并在圆锥管上均布若干气孔，圆锥管底部与空气进口端(2)相接，圆锥上气孔的摆排布方式沿圆锥母线排列或者螺旋排列。
3.根据权利要求2所述的一种生产轻烃混合燃气的混合装置，其特征在于，所述的圆锥管结构的圆锥角不大于60°。
4.根据权利要求3所述的一种生产轻烃混合燃气的混合装置，其特征在于，所述的圆锥管结构的圆锥角不超过45°。
5.根据权利要求2所述的一种生产轻烃混合燃气的混合装置，其特征在于，所述的气孔间距大于2.5倍孔径。
6.根据权利要求1所述的一种生产轻烃混合燃气的混合装置，其特征在于，所述的混合器壳体(1)的管径大于空气进口端(2)的管径。
7.根据权利要求1所述的一种生产轻烃混合燃气的混合装置，其特征在于，所述的混合元件(5)为波纹板，波纹板为圆柱体结构，混合器壳体(1)内部为空腔结构。
8.根据权利要求1所述的一种生产轻烃混合燃气的混合装置，其特征在于，所述的气态轻烃进口(6)通过轻烃入口管与混合器壳体(1)轴向相交且端部伸入混合器壳体(1)中，所述的轻烃入口管长度不超过混合器壳体(1)轴线。
9.根据权利要求1所述的一种生产轻烃混合燃气的混合装置，其特征在于，所述的混合器壳体(1)截面为圆形，所述的混合器壳体(1)管径大于气态轻烃入口(6)管径。
10.根据权利要求1所述的一种生产轻烃混合燃气的混合装置，其特征在于，所述的空气进口端(2)的管径与气态轻烃进口(6)的管径为5:1。
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| CN109469902A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-03-15 | 陕西环通标准锅炉有限公司 | 一种低氮低耗低噪全预混器 |
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