CN211837312U - 一种流体混合器 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种流体混合器，包括混合室，混合室的顶部设有第二流体入口，底部设有流体出口；第二流体入口连接有向混合室内延伸的流体分布器，形成为沿流体流向渐缩的筒状；流体分布器的顶端开口，且与第二流体入口连通；流体分布器的侧壁上开设有与混合室连通的侧壁开孔，混合室的侧壁设有第一流体入口，且第一流体入口朝向流体分布器的侧壁。本公开通过在混合室顶部设置渐缩形流体分布器，使第二股流体经分布器进入流体混合器后从渐缩形流体分布器的侧壁开孔流入混合室，经流体分布器改变流向后，该股流体与从混合室侧壁进入的第一股流体在混合室内实现逆流接触混合，从而促进了流体间的传质和传热，避免了混合不均对设备及管道造成的损害。
Description
技术领域
本实用新型属于流体混合技术领域，具体地涉及一种流体混合器。
背景技术
流程工业中经常存在两种流体的混合，混合后两种流体要求浓度、温度等分布尽量均匀，例如烟气脱硫净化处理装置，经常会有低温洁净烟气(烟气中不含SO2和SO3)与待处理高温烟气(含较高浓度SO2和SO3)混合以降低进入脱硫装置的烟气温度，满足脱硫装置对烟气温度的要求。现有装置中，通常采用三通管流体混合器对高低温流体进行混合，由于三通管流体混合器的结构限制，导致气体偏流，局部低温，混合不均，出现酸露点腐蚀，损坏管道，严重影响烟气脱硫净化处理装置安全稳定运行。
实用新型内容
本公开的目的是提供一种流体混合器，该流体混合器能够实现流体之间的充分混合，促进流体间的传质和传热，避免混合不均对设备及管道造成的损害。
为了实现上述目的，本公开提供一种流体混合器，所述流体混合器包括混合室，所述混合室的顶部设有第二流体入口，所述混合室的底部设有流体出口；所述第二流体入口连接有向所述混合室内延伸的流体分布器，所述流体分布器形成为沿流体流向渐缩的筒状；所述流体分布器的顶端开口，且所述流体分布器的顶端开口与所述第二流体入口连通；所述流体分布器的侧壁上开设有与所述混合室连通的侧壁开孔，所述混合室的侧壁设有第一流体入口，且所述第一流体入口朝向所述流体分布器的侧壁。
可选地，所述第二流体入口与所述流体分布器的顶端开口通过第二流体入口管连通。
可选地，所述第一流体入口连接有向流体混合器外部延伸的第一流体入口管。
可选地，所述第一流体入口的底端与所述混合室的顶壁的距离小于所述流体分布器的底端与所述顶壁的距离。
可选地，所述侧壁开孔为条形孔、圆形孔、多边形孔和椭圆形孔中的一种或几种。
可选地，以所述流体分布器的侧壁的面积为基准，所述侧壁开孔的开孔率为10-60％。
可选地，所述流体分布器形成为棱锥形筒、圆锥形筒、棱台形筒或圆台形筒。
可选地，所述流体分布器的底端封闭，或者所述流体分布器的底端具有开孔。
可选地，所述流体分布器的锥角为10-80°。
可选地，所述第一流体入口管和所述第二流体入口管的轴向之间的夹角为30-90°。
本公开通过在混合室顶部设置渐缩形流体分布器，使第二股流体经分布器进入流体混合器后从渐缩形流体分布器的侧壁开孔流入混合室，经流体分布器改变流向后，该股流体与从混合室侧壁进入的第一股流体在混合室内实现逆流接触混合，从而促进了流体间的传质和传热，避免了混合不均对设备及管道造成的损害。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是本公开的流体混合器的一种具体实施方式的结构示意图。
图2是本公开的流体混合器的一种具体实施方式的流体混合温度分布云图。
图3是本公开的对比例的流体混合器的流体混合温度分布云图。
附图标记说明
1.第一流体入口管 2.第二流体入口管
3.流体分布器 4.混合室
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指装置在正常使用状态下的上和下，具体可参考图1的图面方向。“内、外”是指针对装置本身的轮廓而言的。
如图1所示，本公开提供一种流体混合器，该流体混合器包括混合室4，混合室4的顶部设有第二流体入口，混合室4的底部设有流体出口；第二流体入口连接有向混合室4内延伸的流体分布器3，流体分布器3形成为沿流体流向渐缩的筒状；流体分布器3的顶端开口，且流体分布器3的顶端开口与第二流体入口连通；流体分布器3的侧壁上开设有与混合室4连通的侧壁开孔，混合室4的侧壁设有第一流体入口，且第一流体入口朝向流体分布器3的侧壁。
本公开通过在混合室4顶部设置渐缩形流体分布器3，使第二股流体经分布器进入流体混合器后从渐缩形流体分布器的侧壁开孔流入混合室，经流体分布器改变流向后，该股流体与从混合室侧壁进入的第一股流体在混合室内实现逆流接触混合，从而促进了流体间的传质和传热，避免了混合不均对设备及管道造成的损害。
在根据本公开的一种具体实施方式中，第二流体入口与流体分布器3的顶端开口通过第二流体入口管2连通，以使冷流体经第二流体入口进入流体分布器3中，进而通过流体分布器3的侧壁开孔进入混合室4；进一步地，第一流体入口上可以连接有向流体混合器外部延伸的第一流体入口管1，以使第一流体通过第一流体入口管1进入混合室4，例如一种实施方式中，第一流体入口管可以沿垂直于混合室侧壁的方向延伸，使第一流体沿垂直于混合室轴向的方向进入混合室。
为了使通过流体分布器3进入混合室4和通过第一流体入口管1进入混合室4的两股流体在狭小空间内进行更有效地接触，在根据本公开的一种具体实施方式中，第一流体入口的底端与混合室4的顶壁的距离可以小于流体分布器3的底端与顶壁的距离，也就是说，第一流体入口的底端在流体混合器轴向上的高度可以高于流体分布器3的底端，使第一流体入口朝向流体分布器3的侧壁，从而保证通过第一流体入口进入混合室4的流体能够迅速直接地与流体分布器3的侧壁开孔流出的另一股流体进行充分地逆流接触混匀，提高流体间传质/传热效率。
根据本公开，流体分布器的侧壁开孔可以为一个或多个，优选为多个，多个侧壁开孔可以间隔分布，进一步优选在侧壁上均匀分布。本公开对于流体分布器3的侧壁开孔形状没有限制，可以为本领域的常规选择，在根据本公开的一种具体实施方式中，侧壁开孔可以为条形孔，优选地，条形孔可以形成为沿着锥形筒的母线方向延伸的条形缝隙，多个条形缝隙可以在侧壁上均匀分布；或者，条形孔可以为沿着锥形筒的筒壁圆周方向延伸的条形缝隙，多个条形缝隙可以沿筒高度方向均匀分布。在本公开的其他实施方式中，侧壁开孔可以为圆形孔、多边形孔和椭圆形孔中的一种或几种。从而通过筒体上的侧壁开孔实现第二流体入口进入的冷流体由自上而下的垂直流向改变为垂直于混合室轴向的方向(即图1所示的水平方向)，实现与第一流体入口进入的流体的逆流混合，提高混合效果。
本公开对于流体分布器3的侧壁开孔的孔面积及开孔率没有限制，可以根据实际操作时流体的种类、流量和温度等参数进行选择，例如，根据实际混合需要，流体分布器3的侧壁上单个开孔的面积可以为6-20cm2，优选地可以为10-15cm2；并且，以流体分布器3的侧壁的面积为基准，侧壁开孔的开孔率可以为10-60％，优选地可以为20-30％。上述优选的实施方式可以使流体流速和两股流体的接触时间都保持在适宜范围内，保证流体传质和传热效率。
本公开对渐缩形的筒状流体分布器的具体形式没有限制，在根据本公开的一种具体实施方式中，该流体分布器可以形成为顶端开口的棱锥形筒、圆锥形筒、棱台形筒或圆台形筒。进一步地，为了使流体分布更加均匀，优选地为圆锥形筒或圆台形筒。
本公开对圆台形筒和锥台形筒的底部形式没有限制，一种实施方式中，流体分布器3的底端封闭，例如圆台形筒和锥台形筒的底部可以形成为封闭的平面台、弧面台或不规则表面的底部，这一实施方式中，从第二流体入口进入的流体全部经过流体分布器3的侧壁开孔进入混合室4。另一种具体实施方式，流体分布器3的底端不封闭，例如，在流体分布器3形成为圆台形筒和锥台形筒的实施方式中，为了增大流体的流量并促进均匀混合，渐缩形的筒状流体分布器3的底面可以为具有多个开孔的平面台、弧面台或不规则表面的底部，这一实施方式中，从第二流体入口进入的流体，一部分经流体分布器3的侧壁开孔进入混合室4，其余部分经过流体分布器3的底面开孔进入混合室4。
为了使渐缩形筒状流体分布器3中的流体在流经侧壁的开孔时保持流速分布均匀，促进冷热流体间的均匀混合，在根据本公开的一种具体实施方式中，筒状的流体分布器的锥角可以为10-80°，优选地可以为15-60°。
根据本公开，第一流体入口需朝向流体分布器3的侧壁，以使热流体经第一流体入口进入混合室4时，与经流体分布器3的侧壁流出的冷流体逆流接触，促进混合，进一步地，第一流体入口可以对准流体分布器的侧壁开孔，以进一步提高两股流体的混合效率。
根据本公开，第二流体入口在混合室顶壁的水平位置没有特别限制，优选设置于混合室顶壁的中心。在第二流体入口与流体分布器之间连接有第二流体入口管的实施方式中，第二流体入口管优选地与混合室同轴设置。在根据本公开的一种具体实施方式中，第一流体入口管1和第二流体入口管2的轴向之间的夹角为30-90°，优选地可以为60-90°。
下面通过实施例来进一步说明本公开，但是本公开并不因此而受到任何限制。
实施例
如图1所示的流体混合器，包括混合室4，混合室4的顶部设有第二流体入口，底部设有流体出口；第二流体入口连接有向混合室4内延伸的流体分布器3，该流体分布器3为沿流体流向渐缩的圆台形筒状，其顶端开口，底端为设有多个开孔的平台面，该圆台的锥角为18°，且顶端开口通过第二流体入口管2与第二流体入口连通；流体分布器3具有侧壁开孔，侧壁开孔为条形缝隙形状，该开孔的单个孔面积为15cm2，开孔率为25％，混合室4的侧壁设有第一流体入口，该第一流体入口对准流体分布器3的侧壁，第一流体入口管1和第二流体入口管2的轴向之间的夹角为90°。
催化裂化未脱硫烟气的温度为185℃，流量为156.5t/h，经第一流体入口进入混合室4；脱硫后的冷烟气的温度为60℃，流量为123.2t/h，经第二流体入口管2进入流体分布器3，并从流体分布器3的侧壁开孔和底面开孔进入混合室4，与催化裂化未脱硫烟气在混合室4内进行混合。为了验证该流体混合器的流体混合效果，采用CFD(Computational FluidDynamics)方法进行了数值模拟，结果如图2所示。
对比例
采用实施例中的操作条件混合冷热流体，不同之处在于混合室内不设置锥形流体分布器。同样使用CFD模拟该流体混合器的流体混合效果，结果如图3所示。
结果分析：比较图2-3所显示的流体温度云图可以看出，与对比例中不设置流体分布器3的流体混合器相比，实施例的混合室4内设置锥形流体分布器3的流体混合器能够在较短的距离内实现两流体的充分混合，温度分布较对比例中更为均匀，与混合室4壁面接触的流体无明显低温区，混合更加均匀且高效。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (10)
1.一种流体混合器，其特征在于，所述流体混合器包括混合室(4)，所述混合室(4)的顶部设有第二流体入口，所述混合室(4)的底部设有流体出口；所述第二流体入口连接有向所述混合室(4)内延伸的流体分布器(3)，所述流体分布器(3)形成为沿流体流向渐缩的筒状；所述流体分布器(3)的顶端开口，且所述流体分布器(3)的顶端开口与所述第二流体入口连通；所述流体分布器(3)的侧壁上开设有与所述混合室(4)连通的侧壁开孔，所述混合室(4)的侧壁设有第一流体入口，且所述第一流体入口朝向所述流体分布器(3)的侧壁。
2.根据权利要求1所述的流体混合器，其特征在于，所述第二流体入口与所述流体分布器(3)的顶端开口通过第二流体入口管(2)连通。
3.根据权利要求1所述的流体混合器，其特征在于，所述第一流体入口连接有向流体混合器外部延伸的第一流体入口管(1)。
4.根据权利要求1所述的流体混合器，其特征在于，所述第一流体入口的底端与所述混合室(4)的顶壁的距离小于所述流体分布器(3)的底端与所述顶壁的距离。
5.根据权利要求1所述的流体混合器，其特征在于，所述侧壁开孔为条形孔、圆形孔、多边形孔和椭圆形孔中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的流体混合器，其特征在于，以所述流体分布器(3)的侧壁的面积为基准，所述侧壁开孔的开孔率为10-60％。
7.根据权利要求1所述的流体混合器，其特征在于，所述流体分布器(3)形成为棱锥形筒、圆锥形筒、棱台形筒或圆台形筒。
8.根据权利要求1所述的流体混合器，其特征在于，所述流体分布器(3)的底端封闭，或者所述流体分布器(3)的底端具有开孔。
9.根据权利要求7所述的流体混合器，其特征在于，所述流体分布器(3)的锥角为10-80°。
10.根据权利要求1所述的流体混合器，其特征在于，所述第一流体入口管(1)和所述第二流体入口管(2)的轴向之间的夹角为30-90°。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020007892.9U CN211837312U (zh) | 2020-01-02 | 2020-01-02 | 一种流体混合器 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202020007892.9U CN211837312U (zh) | 2020-01-02 | 2020-01-02 | 一种流体混合器 |
Publications (1)
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| CN211837312U true CN211837312U (zh) | 2020-11-03 |
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ID=73209957
Family Applications (1)
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| CN202020007892.9U Active CN211837312U (zh) | 2020-01-02 | 2020-01-02 | 一种流体混合器 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN211837312U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112705057A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-27 | 华中科技大学 | 一种用于总温半实物仿真的高低温气流快速混合系统 |
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2020
- 2020-01-02 CN CN202020007892.9U patent/CN211837312U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN112705057A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-27 | 华中科技大学 | 一种用于总温半实物仿真的高低温气流快速混合系统 |
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