DE102005020942A1 - Mixing air and oxygen for use in an industrial oxidation process by angular impingement of sub-divided gas flows - Google Patents

Mixing air and oxygen for use in an industrial oxidation process by angular impingement of sub-divided gas flows

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DE102005020942A1
DE102005020942A1 DE200510020942 DE102005020942A DE102005020942A1 DE 102005020942 A1 DE102005020942 A1 DE 102005020942A1 DE 200510020942 DE200510020942 DE 200510020942 DE 102005020942 A DE102005020942 A DE 102005020942A DE 102005020942 A1 DE102005020942 A1 DE 102005020942A1
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oxygen
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Hans-Jürgen Dr. Reinhardt
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Abstract

In a process to mix two gases, a first gas (15) flows through a main pipe (1) and the second gas feeds via a secondary pipe (4) to a jet head (6) where it is subdivided into smaller flows (16). The part flows of the second gas are then released at an angle of between 15[deg] and 75[deg] into the oncoming flow of the first gas (15). The secondary gas flows (16) have no rotary vector. The primary gas is air and the secondary has is oxygen. The air is mixed at a rate of 1000-200000 m 3>/hour with oxygen at 5000-100000 m 3>/hour. An independent claim is included for a gas mixing assembly.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Mischen eines ersten und eines zweiten Gases, wobei ein Strom eines ersten Gases in einer Hauptleitung geführt wird und das zweite Gas über eine Zuleitung zu einem Düsenkopf geführt und in mehrere Teilströme aufgeteilt wird. The invention relates to a method for mixing a first and a second gas, wherein a stream of a first gas is fed into a main pipe and the second gas is supplied via a supply line to a nozzle head and divided into several partial flows. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Mischen eines ersten und eines zweiten Gases mit einer Hauptleitung zur Führung des ersten Gases, einer Zuleitung für das zweite Gas, wobei sich die Zuleitung bis in das Innere der Hauptleitung erstreckt und an ihrem Ende im Wesentlichen parallel zur Symmetrieachse der Hauptleitung verläuft, und einem Düsenkopf, der an seinem hinteren Ende mit der Zuleitung verbunden ist, wobei der Düsenkopf Austrittskanäle für das zweite Gas besitzt. Furthermore, the invention relates to an apparatus for mixing a first and a second gas to a main line for guiding the first gas, a supply line for the second gas, wherein the feed line extends into the interior of the main line and at its end is substantially parallel extends to the axis of symmetry of the main conduit, and a nozzle head, which is connected at its rear end with the feed line, wherein the die head outlet channels for the second gas has.
  • Bei vielen Oxidationsprozessen in chemischen Reaktoren wird mit Sauerstoff angereicherte Luft als Oxidationsmittel eingesetzt. In many oxidation processes in chemical reactors oxygen-enriched air is used as oxidizing agent. Der Sauerstoff wird hierzu mittels eines Injektors in den Luftstrom eingedüst, wobei eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Sauerstoffs in dem Luftstrom erreicht werden muss. The oxygen is injected thereto by means of an injector into the air stream, whereby a uniform distribution of the oxygen must be achieved in the air stream. Anderenfalls könnten lokal erhöhte Sauerstoffkonzentrationen bei der anschließenden chemischen Reaktion zu lokalen Temperaturüberhöhungen, sogenannten "hot spots", führen, welche sich negativ auf die durchzuführende Reaktion auswirken können oder gar zu Schäden am Reaktor führen können. Otherwise locally increased oxygen concentrations could in the subsequent chemical reaction to local temperature peaks, so-called "hot spots" lead, which can negatively affect the reaction to be performed, or even damage to the reactor can lead.
  • In der In the EP 0 474 524 B1 EP 0474524 B1 wird eine Vorrichtung zum Mischen zweier Gasströme vorgeschlagen. an apparatus for mixing two gas streams is proposed. Einem in einem Kanalabschnitt strömenden Hauptstrom eines ersten Gases wird über eine Zuleitung ein zweites Gas zugeführt. Flowing a main current in a channel portion of a first gas is supplied to a second gas through a feed line. Das Ausstoßende der Zuleitung für das zweite Gas erstreckt sich koaxial zu der Achse des Kanalabschnitts und ist mit radial nach außen gerichteten Austrittskanälen versehen. The discharge end of the supply line for the second gas extends coaxially to the axis of the channel section and is provided with radially outwardly directed exit channels. Ferner sind Umlenkbleche vorgesehen, so dass eine Rotationsbewegung des eingeleiteten zweiten Gases um die Achse des Kanalabschnitts erzeugt wird. Further, deflection plates are provided so that a rotational movement of the introduced gas around the second axis of the channel portion is generated.
  • Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu entwickeln, die eine möglichst homogene Mischung der beiden zusammengeführten Gase ermöglichen. Object of the present invention is to develop a method and a device of the initially mentioned type which permit a very homogeneous mixture of the two merged gases.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Mischen eines ersten und eines zweiten Gases gelöst, wobei ein Strom eines ersten Gases in einer Hauptleitung geführt wird und das zweite Gas über eine Zuleitung zu einem Düsenkopf geführt und in mehrere Teilströme aufgeteilt wird, wobei zumindest ein Teil der Teilströme unter einem Winkel zwischen 15° und 75° entgegen der Strömungsrichtung des ersten Gases in das erste Gas eingeleitet werden. This object is achieved by a method for mixing a first and a second gas, wherein a stream of a first gas is fed into a main pipe and the second gas is supplied via a supply line to a nozzle head and divided into several part streams, wherein at least a portion of the part streams are introduced at an angle between 15 ° and 75 ° against the flow direction of the first gas in the first gas.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung der eingangs genannten Art zeichnet sich dadurch aus, dass die Austrittskanäle um einen Winkel zwischen 15 und 75° gegen die Symmetrieachse der Hauptleitung geneigt sind. The inventive device of the aforementioned type is characterized in that the outlet ducts are inclined at an angle between 15 and 75 ° to the axis of symmetry of the main line.
  • Erfindungsgemäß sind die Austrittskanäle um einen Winkel zwischen 15° und 75°, bevorzugt 30° bis 60°, besonders bevorzugt um einen Winkel zwischen 40° und 50°, gegen die Symmetrieachse der Hauptleitung geneigt. According to the invention the discharge channels at an angle between 15 ° and 75 °, preferably 30 ° to 60 °, more preferably inclined at an angle between 40 ° and 50 ° against the axis of symmetry of the main line. Die Austrittskanäle sind dabei gegen die Strömungsrichtung des ersten Gases gerichtet. The outlet channels are directed against the flow direction of the first gas. Durch schräg gegen die Hauptströmung des ersten Gases gerichtete Austrittskanäle wird erreicht, dass das abgestrahlte zweite Gas weit in die Hauptströmung eindringt und gleichzeitig gut mit der Hauptströmung durchmischt wird. By obliquely directed against the main flow of the first gas outlet channels is achieved that the radiated second gas penetrates far into the main flow and is mixed well simultaneously with the main flow. Durch das schräge Abstrahlen des zweiten Gases wird eine verlängerte Mischstrecke erzeugt, so dass das zweite Gas bis in die laminare Randströmung des ersten Gases vordringt und sich auch mit dieser mischt. By the oblique irradiation of the second gas a prolonged mixing section is produced, so that the second gas into the laminar boundary flow of the first gas penetrates and mixes with this.
  • Der Düsenkopf besitzt mehrere Austrittskanäle für das zweite Gas. The nozzle head has a plurality of outlet channels for the second gas. Bevorzugt sind die Austrittskanäle so ausgeführt, dass dem austretenden Gas keine Drallströmung aufgeprägt wird. Preferably, the outlet channels are designed so that the exiting gas no swirl flow is impressed. Es hat sich gezeigt, dass sich die beiden Gase homogener mischen, wenn das über die Zuleitung zugeführte Gas geradlinig aus dem Düsenkopf austritt und keine Rotationsbewegung ausführt. It has been found that the two gases mix homogeneously, when the supplied via the supply line gas is discharged straight from the die head and does not perform a rotational movement.
  • Vorzugsweise werden die Zuleitung für das zweite Gas und der Düsenkopf so gestaltet, dass diese eine strömungsgünstige Form ohne Neigung zum Flattern besitzen. Preferably, the supply line for the second gas and the nozzle head are designed so that these have to flutter a streamlined shape without inclination. Dies wird dadurch erreicht, dass das vordere Ende des Düsenkopfs abgerundet ausgeführt ist, so dass dieser in der Strömung des ersten Gases keinen Auftrieb erfährt und eine stabile Lage beibehält. This is achieved in that the front end of the nozzle head is configured rounded, so that it undergoes in the flow of the first gas no buoyancy and maintains a stable position. Zudem wird durch diese Formgebung der Strömungswiderstand verringert. In addition, the flow resistance is reduced by this design.
  • Das vordere Ende des Düsenkopfes besitzt bevorzugt ein elliptisches, parabelförmiges oder halbkugelförmiges Profil. The front end of the nozzle head preferably has an elliptical, parabolic or hemispherical profile. Durch diese Formgebung wird zum einen der Strömungswiderstand deutlich verringert, zum anderen wird sichergestellt, dass der Düsenkopf in der Hauptströmung des ersten Gases keinen Auftrieb erfährt und so die Flatterneigung des Düsenkopfes verringert wird. This shaping of the flow resistance is significantly reduced on the one hand, on the other hand ensures that the nozzle head in the main flow of the first gas undergoes no buoyancy and so the flutter of inclination of the nozzle head is reduced. Je nach Anwendungsfall kann es aber auch günstig sein, das vordere Ende des Düsenkopfes eben auszuführen. but depending on the application, it may also be favorable just doing the front end of the nozzle head.
  • Am hinteren Ende des Düsenkopfs erfolgt der Übergang auf die Zuleitung bevorzugt scharfkantig, wobei der Durchmesser des Düsenkopfs an dieser Stelle größer als der der Zuleitung ist. At the rear end of the nozzle head of the transition to the supply line is preferably carried out with sharp edges, wherein the diameter of the nozzle head at this point is greater than that of the supply line. Der Übergang wirkt damit als Abrisskante. The transition thus acts as a spoiler lip. Vorzugsweise beträgt der Durchmesser der Zuleitung an der Verbindungsstelle zum Düsenkopf maximal 90% des Durchmessers des hinteren Endes des Düsenkopfes. the diameter of the supply line is preferably at the junction to the nozzle head a maximum of 90% of the diameter of the rear end of the nozzle head. Vorzugsweise beträgt der Winkel zwischen der Außenseite des Düsenkopfs und dem Übergang zur Zuleitung zwischen 30° und 90°. the angle between the outer side of the nozzle head and the transition to the feed line between 30 ° and 90 ° preferably.
  • Von Vorteil erstreckt sich die Zuleitung bis zur Symmetrieachse der Hauptleitung und die Symmetrieachse des Düsenkopfs verläuft koaxial mit der Symmetrieachse der Hauptleitung. Advantageous to the feed line extending to the axis of symmetry of the main line and the axis of symmetry of the nozzle head is coaxial with the symmetry axis of the main line.
  • Für eine optimale Durchmischung der beiden Gase müssen alle Austrittskanäle gleichmäßig durchströmt werden. For optimum mixing of the two gases all exit channels must be permeated evenly. Es hat sich gezeigt, dass dies durch eine gleichmäßige Verteilung der Austrittskanäle in einer Reihe über den Umfang des Düsenkopfes erreicht werden kann. It has been shown that this can be achieved by a uniform distribution of the outlet channels in a row over the circumference of the nozzle head. Vorzugsweise befinden sich die Austrittsöffnungen der Austrittskanäle im hinteren Drittel des Düsenkopfes. Preferably, the outlet openings of the outlet channels in the rear third of the nozzle head. In diesem Bereich hat sich aufgrund der Profilierung des Düsenkopfes bereits eine definierte Strömung ausgebildet. In this area has already developed a defined flow due to the profiling of the nozzle head.
  • Es ist aber auch möglich, das zweite Gas über mehrere Reihen von Austrittskanälen in dem Düsenkopf in die Hauptströmung des ersten Gases einzudüsen. However, it is also possible to inject the second gas via a plurality of rows of discharge channels in the nozzle head in the main flow of the first gas. Weiter hat es sich als günstig erwiesen, einen zentralen, auf der Symmetrieachse der Hauptleitung liegenden Austrittskanal vorzusehen, aus dem ein Teil des zweiten Gases entgegen der Strömungsrichtung des ersten Gases ausströmt. Furthermore, it has proven advantageous to provide a central, lying on the axis of symmetry of the main discharge channel, from which a portion of the second gas flows counter to the flow direction of the first gas.
  • Durch den Düsenkopf wird in der Hauptleitung für das erste Gas ein bestimmter Strömungswiderstand hervorgerufen. Through the nozzle head, a certain flow resistance is created in the main line for the first gas. Es hat sich insoweit gezeigt, dass sich eine gute Strömung in der Hauptleitung ausbildet, wenn der Durchmesser des hinteren Endes des Düsenkopfes, das heißt der maximale Durchmesser des Düsenkopfes, das 0,15- bis 0,3-fache des Durchmessers der Hauptleitung beträgt. It has been shown so far that a good flow in the main conduit is formed when the diameter of the rear end of the nozzle head, that is the maximum diameter of the nozzle head, which is 0.15 to 0.3 times the diameter of the main conduit.
  • Die Querschnittsflächen der Austrittskanäle werden klein im Verhältnis zur Querschnittsfläche der Zuleitung gewählt. The cross-sectional areas of the outlet channels are selected to be small in relation to the cross-sectional area of ​​the supply line. Damit ist umgekehrt der Strömungswiderstand in den Austrittskanälen groß gegen den Strömungswiderstand in der Zuleitung und eventuelle Druckschwankungen in dem über die Zuleitung zugeführten Gas wirken sich nicht oder nur geringfügig auf den Durchsatz durch die Austrittskanäle aus. Thus, conversely, the flow resistance in the outlet channels is large compared to the flow resistance in the supply line and any pressure fluctuations in the gas supplied via the feed line do not affect, or only slightly from the flow rate through the outlet ducts.
  • Die Austrittsgeschwindigkeit des zweiten Gases sollte deutlich unterhalb der Schallgeschwindigkeit liegen, um ein instationäres, stark kompressibles Verhalten auszuschließen. The exit velocity of the second gas should be significantly below the speed of sound in order to exclude a non-stationary, highly compressible behavior. Vorzugsweise wird eine Austrittsgeschwindigkeit von weniger als der halben Schallgeschwindigkeit gewählt. Preferably an exit velocity of less than half the speed of sound is selected. Geeignete Austrittsgeschwindigkeiten liegen bei atmosphärischen Bedingungen im Bereich zwischen 50 m/s und 150 m/s, bevorzugt zwischen 70 m/s und 100 m/s. Suitable leaving velocities at atmospheric conditions in the range between 50 m / s and 150 m / s, preferably between 70 m / s and 100 m / s.
  • Die Regelung des zweiten Gases erfolgt vorzugsweise nur durch eine Regelung des gesamten über die Zuleitung zugeführten Stromes an zweitem Gas. The control of the second gas is preferably carried out only by a control of the entire supplied via the feed line stream of second gas. Die einzelnen, durch die jeweiligen Austrittskanäle ausströmenden Einzelstrahlen an zweitem Gas werden nicht separat geregelt. The individual, flowing out through the respective exit channels individual beams of second gas are not controlled separately.
  • Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Sauerstoffanreicherung eines Luftstroms. The invention is particularly suitable for oxygen enrichment of an air stream. Sauerstoffangereicherte Luft wird mit Vorteil in zahlreichen Oxidationsprozessen in der chemischen Industrie eingesetzt, so beispielsweise in Raffinerien, bei Claus-Verfahren oder FCC (Fluid Catalytic Cracking). Oxygen-enriched air is used to advantage in many oxidation processes in the chemical industry, such as in refining, Claus process or FCC (Fluid Catalytic Cracking). Der Luftstrom wird in diesem Fall durch die Hauptleitung geleitet und Sauerstoff über die Zuleitung und den Düsenkopf in den Luftstrom eingedüst. The air stream is passed in this case through the main conduit and injected oxygen via the feed line and the nozzle head in the air stream.
  • Es hat sich gezeigt, dass erfindungsgemäß Mischverhältnisse von zweitem Gas zu erstem Gas zwischen 1 zu 50 bis 1 zu 3 hergestellt werden können und Luftströme von bis zu 200.000 m 3 /h mit Sauerstoff angereichert werden können. It has been found that according to the invention the mixing ratios of the second gas can be made to the first gas between 1 to 50 from 1 to 3 and air streams can be enriched up to 200,000 m 3 / h with oxygen. Der bevorzugte Anwendungsbereich der Erfindung betrifft das Zumischen eines zweiten Gases in einen Strom eines ersten Gases, wobei der Strom des ersten Gases zwischen 1.000 m 3 /h und 200.000 m 3 /h, besonders bevorzugt zwischen 5.000 m 3 /h und 100.000 m 3 /h, beträgt. The preferred application of the invention involves mixing a second gas into a flow of a first gas, the flow of the first gas between 1,000 m 3 / h and 200,000 m 3 / h, more preferably between 5.000 m 3 / h and 100,000 m 3 / h is.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist klein, stabil und kann schnell in eine Rohrleitung eingebaut werden. The inventive device is small, stable and can be quickly installed in a pipeline. Vorzugsweise sind hierzu entsprechende Flansche vorgesehen. corresponding flanges for this purpose are preferably provided.
  • Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand von dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. The invention and further details of the invention are explained below based on the example shown in the drawings exemplary embodiment. Hierbei zeigt die: Here shows:
  • Figur eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Anreicherung eines Hauptstroms mit einem zweiten Gas, insbesondere zur Anreicherung eines Luftstroms mit Sauerstoff. FIG an inventive device for enrichment of a main stream with a second gas, in particular for the enrichment of an air stream with oxygen.
  • In die Luft führende Hauptleitung In the air leading main line 1 1 ist ein Stutzen is a stub 3 3 mit Flanschen with flanges 2 2 angeschweißt. welded. Der Luftstrom The airflow 15 15 verläuft in der Figur von rechts nach links. runs in the figure from right to left. In die Hauptleitung In the main line 1 1 ragt durch den Stutzen protrudes through the nozzle 3 3 radial eine Zuleitung radially a feed line 4 4 , über die der in der Hauptleitung Over which the in the main line 1 1 strömenden Luft Sauerstoff zugeführt werden kann. flowing air, oxygen can be supplied. Die Zuleitung the supply line 4 4 erstreckt sich bis zur Symmetrieachse extends to the axis of symmetry 5 5 der Hauptleitung the main line 1 1 , ist dann abgewinkelt und endet koaxial mit der Symmetrieachse Is then angled and ends coaxial with the axis of symmetry 5 5 . ,
  • Mit der Zuleitung With the supply line 4 4 ist ein Düsenkopf is a nozzle head 6 6 verbunden. connected. Der Düsenkopf The nozzle head 6 6 ist an seinem vorderen, der Zuleitung is at its front, the lead 4 4 abgewandten Ende end remote 7 7 elliptisch abgerundet. elliptically rounded. Am hinteren Ende At the rear end 8 8th des Düsenkopfs the nozzle head 6 6 ist der Übergang zur Zuleitung the transition to feed 4 4 stufenförmig und scharfkantig ausgebildet. stepped and formed with sharp edges. Anstelle des in der Figur dargestellten stufenförmigen Übergangs mit einem 90°- Winkel zwischen der Außenseite des Düsenkopfes Instead of the illustrated in the figure stepped transition with a 90 ° - angle between the outer side of the nozzle head 6 6 und dessen Rückseite, sind auch Übergänge mit Winkeln zwischen 30° und 90°, bevorzugt 45°, möglich. and the rear side are also transitions with angles between 30 ° and 90 °, preferably 45 °, is possible.
  • Das vordere, dem Düsenkopf The front, the nozzle head 6 6 zugewandte Ende der Zuleitung facing the end of the supply line 4 4 besitzt einen Durchmesser has a diameter 9 9 , der 90% des hinteren Durchmessers , The 90% of the rear diameter 10 10 des Düsenkopfes the nozzle head 6 6 beträgt. is.
  • Der maximale Durchmesser The maximum diameter 10 10 des Düsenkopfs the nozzle head 6 6 beträgt das 0,15- bis 0,3-fache des inneren Durchmessers der Hauptleitung is 0.15 to 0.3 times the inner diameter of the main line 1 1 , um den Widerstand für die strömende Luft klein zu halten und eine ausreichende Stabilität des Düsenkopfes In order to maintain the resistance for the air flowing small and a sufficient stability of the nozzle head 6 6 zu gewährleisten. to ensure.
  • Durch die Anordnung und Formgebung des Düsenkopfs By the arrangement and shaping of the nozzle head 6 6 bildet sich eine gleichmäßige Luftströmung um den Düsenkopf forming a uniform air flow around the nozzle head 6 6 aus. out. Der Auftrieb des Düsenkopfs The buoyancy of the nozzle head 6 6 in dem Luftstrom und die Neigung der Zuleitung in the air stream and the slope of feed line 4 4 und des Düsenkopfs and the nozzle head 6 6 , in der Luftströmung zu flattern, werden minimiert. To flutter in the air flow can be minimized.
  • Das Innere des Düsenkopfs The interior of the nozzle head 6 6 ist mit einer zentralen Kammer is provided with a central chamber 11 11 versehen, die zur Zuleitung provided that the supply line 4 4 hin offen ist. is open. Von der zentralen Kammer From the central chamber 11 11 gehen eine koaxial mit der Symmetrieachse go coaxially with the axis of symmetry 5 5 verlaufende Bohrung extending bore 12 12 sowie mehrere unter einem Winkel von 45° zur Symmetrieachse and a plurality of at an angle of 45 ° to the axis of symmetry 5 5 verlaufende Austrittskanäle extending outlet channels 13 13 aus. out. Die Austrittsöffnungen der Austrittskanäle The outlet openings of outlet channels 13 13 liegen auf einem auf der Mantelfläche des Düsenkopfs lying on a on the outer surface of the nozzle head 6 6 liegenden Kreis. Circle lying.
  • Die Austrittskanäle The outlet channels 13 13 sind von außen in den Düsenkopf are from the outside into the nozzle head 6 6 gebohrt und jeweils am äußeren Ende entgratet. drilled and deburred in each case at the outer end. Die Bohrungen für die Austrittskanäle The holes for the outlet channels 13 13 verlaufen geradlinig durch den Körper des Düsenkopfs extend straight through the body of the nozzle head 6 6 . ,
  • Die Querschnittsflächen der Austrittskanäle The cross-sectional areas of the outlet channels 13 13 sowie der zentralen Bohrung and the central bore 12 12 sind klein gegen die Querschnittsfläche der Zuleitung are small compared to the cross-sectional area of ​​the inlet 4 4 . , Vorzugsweise beträgt das Verhältnis der Querschnittsfläche eines Austrittskanals Preferably, the ratio of the cross sectional area of ​​a discharge channel 13 13 zu der der Zuleitung to the supply line 4 4 weniger als 2 %. less than 2%. Durch diese Ausführungsform wird sichergestellt, dass der Strömungswiderstand in einem Austrittskanal By this embodiment it is ensured that the flow resistance in a discharge channel 13 13 groß gegen den Strömungswiderstand der Zuleitung large compared to the flow resistance of the supply line 4 4 ist. is. Druckschwankungen in dem über die Zuleitung Pressure fluctuations in the via lead 4 4 zugeführten Sauerstoffstrom supplied oxygen flow 14 14 und Druckschwankungen in der in der Hauptleitung and pressure fluctuations in the in the main line 3 3 strömenden Luft flowing air 15 15 wirken sich so nicht oder nur unwesentlich auf den Sauerstoffdurchsatz durch die Austrittskanäle do not affect, or only slightly so on the oxygen flow rate through the outlet ducts 13 13 aus. out.
  • Die Geschwindigkeit des durch die Austrittskanäle The velocity of the outlet channels 13 13 ausströmenden Sauerstoffs flowing oxygen 16 16 beträgt vorzugsweise weniger als 50 % der Schallgeschwindigkeit, um instationäre Strömungsverhältnisse zu vermeiden. preferably less than 50% of the speed of sound in order to avoid transient flow conditions.
  • Zudem sind die Austrittskanäle In addition, the outlet channels 12 12 , . 13 13 geradlinig durch den Düsenkopf straight through the nozzle head 6 6 gebohrt, so dass der durch die Austrittskanäle drilled, so that the channels through the outlet 12 12 , . 13 13 ausströmende Sauerstoff keinerlei Drall erfährt. effluent oxygen does not experience any twist. Die Bildung von Wirbeln, in denen sich Sauerstoff nicht mischt, wird so verhindert. The formation of vortices in which oxygen is not mixed is prevented. Durch die Ausströmungsrichtung By the outflow direction 16 16 von 45° gegen die Luftströmung of 45 ° to the air flow 15 15 wird ein weites Eindringen der Mischstrahlen is a broad penetration of the mixing jets 16 16 in den Luftstrom into the air stream 15 15 gesichert. secured. Der Mischstrom dringt bis in die laminaren Strömungsschichten am Rand der Hauptleitung The mixed stream penetrates into the laminar flow layers at the edge of the main line 1 1 vor und durchmischt sich mit der Luft. before and mixed with the air.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Mischen eines ersten und eines zweiten Gases, wobei ein Strom ( A method for mixing a first and a second gas, wherein a stream ( 15 15 ) eines ersten Gases in einer Hauptleitung ( ) Of a first gas (in a main line 1 1 ) geführt wird und das zweite Gas über eine Zuleitung ( ) Is passed and the second gas (via a feed line 4 4 ) zu einem Düsenkopf ( ) (To a nozzle head 6 6 ) geführt und in mehrere Teilströme ( ) And out (in a plurality of substreams 16 16 ) aufgeteilt wird, dadurch gekennzeichnet , dass zumindest ein Teil der Teilströme ( ) Is divided, characterized in that at least (a part of the partial flows 16 16 ) unter einem Winkel zwischen 15° und 75° entgegen der Strömungsrichtung ( ) At an angle between 15 ° and 75 ° (against the flow direction 15 15 ) des ersten Gases in das erste Gas eingeleitet werden. ) Of the first gas in the first gas are introduced.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Teilströme ( A method according to claim 1, characterized in that all the partial flows ( 16 16 ) unter einem Winkel zwischen 15° und 75° entgegen der Strömungsrichtung ( ) At an angle between 15 ° and 75 ° (against the flow direction 15 15 ) des ersten Gases in das erste Gas eingeleitet werden. ) Of the first gas in the first gas are introduced.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilströme ( A method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the partial streams ( 16 16 ) keine Rotationsbewegungskomponente aufweisen. have) no rotation component.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gas Luft und das zweite Gas Sauerstoff ist. A method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the first gas is air and the second gas is oxygen.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom ( A method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the current ( 15 15 ) des ersten Gases zwischen 1.000 m 3 /h und 200.000 m 3 /h, bevorzugt zwischen 5.000 m 3 /h und 100.000 m 3 /h, beträgt. ) Of the first gas between 1,000 m 3 / h and 200,000 m 3 / h, between 5000 m 3 / h and 100,000 m 3 / h, is preferred.
  6. Vorrichtung zum Mischen eines ersten und eines zweiten Gases – mit einer Hauptleitung ( An apparatus for mixing a first and a second gas - with a main line ( 1 1 ) zur Führung des ersten Gases, – einer Zuleitung ( ) For guiding the first gas, - (a feed line 4 4 ) für das zweite Gas, wobei sich die Zuleitung ( ) For the second gas, wherein the feed line ( 4 4 ) bis in das Innere der Hauptleitung ( ) Into the interior of the main line ( 1 1 ) erstreckt und an ihrem Ende im Wesentlichen parallel zur Symmetrieachse ( ) And (parallel to its end substantially to the symmetry axis 5 5 ) der Hauptleitung ( () Of the main line 1 1 ) verläuft, und – einem Düsenkopf ( ), And - (a nozzle head 6 6 ), der an seinem hinteren Ende ( ), Which (at its rear end 8 8th ) mit der Zuleitung ( ) (With the feed line 4 4 ) verbunden ist, – wobei der Düsenkopf ( ) Is connected, - wherein the nozzle head ( 6 6 ) Austrittskanäle ( () Outlet channels 13 13 ) für das zweite Gas besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittskanäle ( ) Has for the second gas, characterized in that the outlet channels ( 13 13 ) um einen Winkel zwischen 15° und 75° gegen die Symmetrieachse ( ) By an angle between 15 ° and 75 ° (to the axis of symmetry 5 5 ) der Hauptleitung ( () Of the main line 1 1 ) geneigt sind. ) Are inclined.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser ( Device according to claim 6, characterized in that the diameter ( 10 10 ) des hinteren Endes ( () Of the rear end 8 8th ) des Düsenkopfes ( () Of the nozzle head 6 6 ) größer als der Durchmesser ( ) Is greater than the diameter ( 9 9 ) der Zuleitung ( () Of the lead 4 4 ) ist und der Übergang von dem hinteren Ende ( ) And (the transition from the rear end 8 8th ) des Düsenkopfes ( () Of the nozzle head 6 6 ) zu der Zuleitung ( ) (To the feed line 4 4 ) scharfkantig erfolgt. met) sharp-edged.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das dem hinteren Ende ( Apparatus as claimed in any one of claims 6 or 7, that (the rear end 8 8th ) gegenüberliegende vordere Ende ( ) Opposite the front end ( 7 7 ) des Düsenkopfes ( () Of the nozzle head 6 6 ) abgerundet ist. ) Is rounded.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Ende ( Device according to claim 8, characterized in that the front end ( 7 7 ) des Düsenkopfes ( () Of the nozzle head 6 6 ) ein elliptisches, parabelförmiges oder halbkugelförmiges Profil besitzt. ) Has an elliptical, parabolic or hemispherical profile.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser ( Apparatus as claimed in any one of claims 6 to 9, that the diameter ( 9 9 ) der Zuleitung ( () Of the lead 4 4 ) höchstens das 0,9-fache des Durchmessers ( ) Is at most 0.9 times the diameter ( 10 10 ) des hinteren Endes ( () Of the rear end 8 8th ) des Düsenkopfes ( () Of the nozzle head 6 6 ) beträgt. ) Is.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser ( Device according to one of claims 6 to 10, characterized in that the diameter ( 10 10 ) des hinteren Endes ( () Of the rear end 8 8th ) des Düsenkopfes ( () Of the nozzle head 6 6 ) das 0,1- bis 0,3-fache des Durchmessers ( ) Is 0.1 to 0.3 times the diameter ( 9 9 ) der Hauptleitung ( () Of the main line 1 1 ) beträgt. ) Is.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkopf ( Apparatus as claimed in any one of claims 6 to 11, that the nozzle head ( 6 6 ) einen zentralen, auf der Symmetrieachse ( ) A central (on the axis of symmetry 5 5 ) der Hauptleitung ( () Of the main line 1 1 ) liegenden Austrittskanal ( ) Lying exit channel ( 12 12 ) aufweist. ) having.
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