CN202129034U - 一种气液混合器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种用于气液两相物流混合的气液混合器，主要由主体管、进气管、分布管、混合单元和旋流片组成，进气管焊接在主体管外侧，分布管为一段下半部分开有多个小孔的文丘里管，焊接在主体管内部，混合单元设置于分布管下方，旋流片为沿主体管内壁相连的螺旋筋板。本实用新型气液混合器采用特殊的气液多点接触结构和多种混合元件相结合，完善气液混合特性，提高混合效率，消除中心气体锥，可使气液两相均匀混合，降低压降，操作弹性大，适用范围广。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种石油石化行业气液两相物流用混合器。
背景技术
石油化工部分管道中存在气液混输，为了保证混输管道的正常运行，必须在混输泵入口安装气液混合器，尽量使气液均匀入流；部分单元设备中存在气液两相间的反应、吸收、萃取、溶解和乳化等过程，这些工艺过程都需通过气液两相间的混合过程来实现，为了提高混合效率，流程中必须设置气液混合器。
气液混合器的效率高低取决于两部分：气液接触过程和气液混合过程。气液接触部分最简单的是同心管单点接触，也有特殊结构的多点接触；气液混合部分采用的单元元件有多种，基本原理包括两类：压力变化和冲击破碎，压力变化元件有文丘里管和旋流片等，冲击破碎元件包括JB/T 7660-1995介绍的V型、X型、L型、H型和K型混合单元等，每种混合单元结构不同，适用场合也不尽相同。
通过气液混合器的气液接触部分和气液混合部分的结构创新和匹配组合，两相物流之间接触面积越大，厚度越薄，气流更容易渗入湍流的液中；适当的压力变化和冲击破碎将大大提高两相物流之间的混合。
同心管单点接触处压力的变化直接影响混合器的整体效率，当气液接触处气相压力较大，气量较多时，两相压力匹配不均匀，造成气相阻塞管道流通，进一步恶化将会发生气相物流的反流，发生系统的返混现象。同心管单点接触在工况波动的时候，会沿着注气管发生壁吸现象，液速迅速增大，气液混合严重恶化，94242341.0介绍了一种单点接触的气液混合器；多点接触目前在工业上应用较多，不同的场合结构形式不大完全一致，02201093.9介绍的气液接触部分属于多点接触。
02201093.9采用了气液多点接触和左右旋叶片混合，在气体溶解于液体领域应用效果明显，适合大规模生产，但是在液流管道尺寸较小时，进气管的的 多点布局结构受到限制，整个混合过程都是采用旋流混合，在液相存在杂质的情况的有一定优势，但是缺少气泡破碎结构，混合效率相对较低。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种气液混合器，结合气液混合的规律，通过气液接触单元和气液混合单元的结构设计来提高气液混合效率，降低混合器压降，提高混合器操作稳定性和操作弹性。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种气液混合器，包括主体管、进气管、分布管、混合单元和旋流片。所述进气管焊接在主体管外侧，所述分布管为一段下半部分开有多个小孔的文丘里管，焊接在主体管内部，进气管对应于分布管的中心缩口位置，所述混合单元设置于分布管下方，所述旋流片为沿主体管内壁相连的螺旋筋板，设置在混合单元下方。
所述混合单元和旋流片作为主体管的内构件，可以焊接或者卡具嵌在主体管内。
所述主体管为圆管，可以采用整体管，也可以分解为多部分的组合管，整体可以为直管，也可以根据需要把其中一段或多段设计为弯管。主体管为多部分的组合管时，内构件的安装比较方便。
所述进气管为一段外接管，不用伸入主体管中心部位，没有气液接触功能，因此完全可以回避中心进气管导致的气体锥和壁吸效应；
所述分布管为一段下半部分开有多个小孔的文丘里管，小孔直径1-3mm，数量根据分布管的大小确定，分布管和主体管之间形成了一个环隙进气空间，分布管一方面实现多点进气，另一方面运用了文丘里管的压力变化的原理，起到强化混合的效果；
所述混合单元有多种结构，可以根据需要采用JB/T 7660-1995中介绍的V型、X型或L型混合单元中的一种或一种以上。这些混合单元可以起到破碎混合的效果，使分布管形成的气泡进一步细化。
所述旋流片为沿主体管内壁焊接的螺旋筋板，数量为2-10个，螺旋筋板的高度、间距和倾斜角度根据需要适当调整，高度范围5-50mm、间距范围20-100mm、 倾斜角度范围10-60°，优选尺寸和角度根据主体管的大小确定。高度、间距和倾斜角度直接影响旋流强度和系统压降，倾斜角度可以实现物流的左右旋，形成物流间的压力变化，进一步强化混合效果，使还未完全溶解的气体在旋流的作用下充分融入液流中。
所述混合单元和旋流片作为主体管的内构件，可以焊接或者卡具嵌在主体管内。
本实用新型设计的气液混合器可使气体更好地扩散在液流中，得到充分的混合，迅速的溶解到液流中，同时压降较小。本实用新型气液混合器结构简单，安装方便，气液混合特性好，压降小，在气液混合领域应用价值明显。
1.混合效果好
本实用新型采用多点接触和多级混合相结合，细化气泡，混合效果好。在分布管下半部分侧壁设置多个小孔，小孔总面积大于进气管的截面积，气液两相在多点实现气液混合，分布管的文丘里效益使气液初步混合，然后混合单元进一步细化两相流中的气泡，气泡越小，气液接触面积越小，混合效果越好，旋流片可以进一步强化气液混合效果。
2.压降较小
本实用新型采用多元混合结构，进气过程实现多点接触，混合结构由分布管、混合单元和旋流片组成，可以在充分实现混合效果的同时，合理的减小混合器的压降，对系统节能意义重大。
3.气液流型稳定
由于混合器采用分布管实现气液多点接触，回避了进气管形成的气体锥，在文丘里效应的作用下气液充分接触，流动阻力较小，同时也可以消除沿进气管外壁产生的壁吸效益，大大降低气体沿液体管道返混的可能性；由于仅有分布管下半部分开有小孔，可以降低气体返混的可能性。
附图说明：
图1为气液混合器的结构示意图。
图中所示附图标记1为主体管，2为进气管，3为分布管，31为分布管开孔， 32为环隙进气空间，4为混合单元，5为旋流片。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本实用新型气液混合器的具体实施方式。
本实用新型气液混合器的结构如图1所示，主要由主体管1，进气管2，分布管3，混合单元4和旋流片5构成。主体管1为圆管，可以分解为多部分的组合直管；进气管2为外接管；分布管3为一段下半部分开有多个小孔的文丘里管，分布管和主体管之间形成了一个环隙进气空间32，分布管一方面实现多点进气，另一方面运用了文丘里管的压力变化的原理，起到强化混合的效果；混合单元4有多种结构，采用V型、X型或者L型混合单元，这些混合单元可以起到破碎混合的效果，使分布管形成的气泡进一步细化；旋流片5为沿主体管内壁焊接的螺旋筋板，数量为2-10个，螺旋筋板的高度、间距和倾斜角度根据需要适当调整。分布管3焊接在主体管1内部，进气管2焊接主体管1上相应位置外侧；混合单元4和旋流片5作为主体管1的内构件，可以焊接或者卡具嵌在主体管1内，主体管1为多段管时，内构件的安装比较方便。
本实用新型的工作原理：气相物流经进气管2进入环隙进气空间32，在分布管开孔31处与主体管1中液相物流相接处，气相物流以气泡的形式进入液流中，分布管3利用文丘里效益，一方面实现了气液物流的多点接触，另一方面起到压力变化作用，加速气液混合；混合单元4起到进一步破碎气泡的作用，形成更小的气泡，加速气体溶于液体；旋流片5可以使气液混流形成旋流，进一步加强两相物流的融合，提高混合效率。
本实用新型通过完善的结构设计，采用特殊的气液多点接触结构和多种混合元件相结合，能降低混合器压降、提高操作弹性和系统稳定性，特别是改善了气液混合效果，克服了进气气体锥较大和压降较大的缺点。
Claims (9)
1.一种气液混合器，包括主体管、进气管、分布管、混合单元，所述进气管焊接在主体管外侧，所述分布管为一段下半部分开有多个小孔的文丘里管，焊接在主体管内部，进气管对应于分布管的中心缩口位置，所述混合单元设置于分布管下方。
2.根据权利要求1所述的一种气液混合器，其特征在于：所述气液混合器还包括旋流片，所述旋流片为沿主体管内壁相连的螺旋筋板，设置在混合单元下方。
3.根据权利要求2所述的一种气液混合器，其特征在于：所述旋流片的数量为2-10个。
4.根据权利要求1所述的一种气液混合器，其特征在于：所述主体管为圆管。
5.根据权利要求1所述的一种气液混合器，其特征在于：所述主体管为多部分的组合管。
6.根据权利要求3所述的一种气液混合器，其特征在于：所述主体管的其中一段或多段为弯管。
7.根据权利要求1所述的一种气液混合器，其特征在于：所述分布管和主体管之间形成了一个环隙进气空间。
8.根据权利要求1所述的一种气液混合器，其特征在于：所述混合单元为V型、X型或L型混合单元中的一种或一种以上。
9.根据权利要求1所述的一种气液混合器，其特征在于：所述混合单元和旋流片焊接或者卡具嵌在主体管内。
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