氧氣與可燃氣體高效、安全混合的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種氧氣與可燃氣體高效、安全混合的裝置，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中混合效率較低、不安全的問題。本實用新型通過采用一種氧氣與可燃氣體高效、安全混合的裝置，包括氧氣進氣管、氧氣分布支管、射流小孔、可燃氣體進氣管、電機轉(zhuǎn)動裝置、阻火區(qū)和混合氣體出口的技術(shù)方案較好地解決了上述問題，可用于氧氣與可燃氣體混合中。
【專利說明】
氧氣與可燃氣體高效、安全混合的裝置
技術(shù)領域
[0001]本實用新型涉及一種氧氣與可燃氣體高效、安全混合的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]氧氣與可燃氣體混合過程廣泛存在于氧化反應、富氧燃燒以及合成氨等過程，比如乙烯催化氧化制環(huán)氧乙烷工藝中，乙烯、甲烷等可燃氣體與氧氣按一定比例混合后，進入反應器。常見的可燃氣體如乙烯、甲烷等在氧氣中有較大的爆炸極限范圍，氣體混合過程要穿越可燃氣體爆炸極限，如果兩種氣體不能快速高效混合，在局部形成濃度過高區(qū)域時存在發(fā)生燃爆的危險。
[0003]目前多數(shù)氣體混合裝置采用射流混合技術(shù)(如CN101848759A，CN104084065A)，SP氧氣與可燃氣體并流或錯流接觸，氧氣通過噴嘴或小孔高速射流進入可燃氣主體中，通過射流卷吸效應完成氣氣混合。這類射流氣體混合裝置結(jié)構(gòu)簡單，容易操作，但兩股氣體在較大空間內(nèi)靠并流或錯流接觸混合很不充分，其后的自然發(fā)展階段不能保證氣體達到分子水平混合。此外，完成混合后的可燃氣體與氧氣通常進入反應器或燃燒室，目前的氣體混合裝置大都沒有采取阻火防爆措施，使得熱點或火焰有可能返入氣體混合裝置造成燃爆事故。
[0004]本實用新型有針對性的解決了該問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中混合效率較低、不安全的問題，提供一種新的氧氣與可燃氣體高效、安全混合的裝置。該裝置用于氧氣與可燃氣體混合中，具有混合尚效、安全的優(yōu)點。
[0006]為解決上述問題，本實用新型采用的技術(shù)方案如下:一種氧氣與可燃氣體高效、安全混合的裝置，其特征在于包括氧氣進氣管、氧氣分布支管、射流小孔、可燃氣體進氣管、電機轉(zhuǎn)動裝置、阻火區(qū)和混合氣體出口，氧氣分布支管數(shù)量最少為2根，在水平面內(nèi)對稱均勻分布且與氧氣進氣管垂直，氧氣分布支管下表面開有若干等徑、等間距的射流小孔，氧氣分布支管出口與氣體混合空間相通;可燃氣體進氣管分布在氣體混合空間外圍，在水平面內(nèi)均勻分布，且與氧氣進氣管不平行，可燃氣體進氣管的數(shù)量至少為2個，氧氣進氣管上端設有電機轉(zhuǎn)動裝置，氣體混合空間下部設有阻火區(qū)，阻火區(qū)內(nèi)填充阻火材料，阻火區(qū)下部與混合氣體出口相連，混合氣體出口管徑小于阻火區(qū)的直徑。
[0007]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述氧氣分布支管的開孔率為0.2%?0.8%。
[0008]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述阻火區(qū)與氣體混合空間的高度之比為0.2?0.5。
[0009]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述混合氣體出口管徑與氣體混合空間的直徑之比為0.4?0.6。
[0010]目前的氧氣混合裝置一般采用射流混合技術(shù)，利用氧氣的射流卷吸來實現(xiàn)與可燃氣體的混合，混合效果不能達到分子水平，本實用新型在射流混合基礎上增加了旋轉(zhuǎn)裝置，氧氣形成的旋流流場促進了氣體擾動是氣體混合達到分子水平。此外，本實用新型在氣體出口增加了阻火裝置，能夠有效防止下游熱點、火焰反串入氣體混合裝置，取得了較好的技術(shù)效果。
【附圖說明】
[0011]圖1為氧氣與可燃氣體混合裝置的整體示意圖；
[0012]圖2為氧氣分布裝置俯視圖。
[0013]圖1、圖2中，I為可燃氣體進口；2為氧氣進氣管;3為電機轉(zhuǎn)動裝置;4為氧氣分布支管;5為射流小孔;6為氣體混合空間；7為阻火區(qū);8為混合氣體出口。
[0014]下面通過實施例對本實用新型作進一步的闡述，但不僅限于本實施例。
【具體實施方式】
[0015]【實施例1】
[0016]如圖1所示，氣體混合裝置包括氧氣進氣與分布裝置、可燃氣體進口、圓柱形混合空間、阻火裝置以及混合氣體出口組成。在氣體混合空間周圍均勻設置2個可燃氣體進氣管I，可燃氣體由此進入氣體混合空間6，與氧氣形成錯流流動。氧氣進氣與分布裝置包括氧氣進氣管2、與之相連的電機轉(zhuǎn)動裝置備3、氧氣分布支管4以及支管上的射流小孔5，如圖2氧氣分布裝置俯視圖所示，氧氣分布支管4設置于氧氣進氣管2的底部并與之垂直，分布支管的數(shù)量為2根，支管在水平面內(nèi)呈軸對稱分布，支管的下表面開有若干等間距、等徑圓孔。氧氣由氧氣進氣管2進入各氧氣分布支管4，由支管上的射流小孔5噴出，電機轉(zhuǎn)動裝置3帶動整個氧氣進氣與分布裝置旋轉(zhuǎn)，從而使氧氣以旋流狀態(tài)進入氣體混合空間6，旋流擾動和射流卷吸共同促進氧氣與可燃氣體發(fā)生混合，并最終達到分子混合水平。混合氣體經(jīng)過阻火區(qū)7并由混合氣體出口 8加速進入下游設備，阻火材料抑制可燃性混合氣體在混合裝置內(nèi)發(fā)生燃燒，出口段的加速作用能夠防止下游火焰回傳到混合裝置內(nèi)。
[0017]所述氧氣分布支管的開孔率為0.2%。所述電機轉(zhuǎn)動裝置轉(zhuǎn)速為1500rpm。所述阻火裝置內(nèi)填充金屬絲網(wǎng)阻火材料。所述阻火區(qū)與氣體混合空間的高度之比為0.3。所述混合氣體出口管徑與氣體混合空間的直徑之比為0.4。
[0018]【實施例2】
[0019]按照實施例1所述的條件和步驟，在氣體混合空間周圍均勻設置4個可燃氣體進氣管I，氧氣分布支管的數(shù)量為4根。所述氧氣分布支管的開孔率為0.36%。所述電機轉(zhuǎn)動裝置轉(zhuǎn)速為1200rpm。所述阻火裝置內(nèi)填充波紋形阻火材料。所述阻火區(qū)與氣體混合空間的高度之比為0.4。所述混合氣體出口管徑與氣體混合空間的直徑之比為0.48。
[0020]【實施例3】
[0021]按照實施例1所述的條件和步驟，在氣體混合空間周圍均勻設置6個可燃氣體進氣管I，氧氣分布支管的數(shù)量為6根。所述氧氣分布支管的開孔率為0.45%。所述電機轉(zhuǎn)動裝置轉(zhuǎn)速為lOOOrpm。所述阻火裝置內(nèi)填充波紋形阻火材料。所述阻火區(qū)與氣體混合空間的高度之比為0.2。所述混合氣體出口管徑與氣體混合空間的直徑之比為0.52。
[0022]【實施例4】
[0023]按照實施例1所述的條件和步驟，在氣體混合空間周圍均勻設置8個可燃氣體進氣管I，氧氣分布支管的數(shù)量為8根。所述氧氣分布支管的開孔率為0.6%。所述電機轉(zhuǎn)動裝置轉(zhuǎn)速為1600rpm。所述阻火裝置內(nèi)填充波紋形阻火材料。所述阻火區(qū)與氣體混合空間的高度之比為0.35。所述混合氣體出口管徑與氣體混合空間的直徑之比為0.56。
[0024]【實施例5】
[0025]按照實施例1所述的條件和步驟，在氣體混合空間周圍均勻設置4個可燃氣體進氣管I，氧氣分布支管的數(shù)量為4根。所述氧氣分布支管的開孔率為0.8%。所述電機轉(zhuǎn)動裝置轉(zhuǎn)速為2000rpm。所述阻火裝置內(nèi)填充波紋形阻火材料。所述阻火區(qū)與氣體混合空間的高度之比為0.5。所述混合氣體出口管徑與氣體混合空間的直徑之比為0.6。
[0026]【比較例】
[0027]現(xiàn)有技術(shù)中，采用射流混合的設備內(nèi)部，氣體達到均勻混合時在氣體射流方向需要0.5-1.0m距離，該段區(qū)域內(nèi)濃度分布不均勻，存在發(fā)生燃爆的危險。設備出口處氧氣濃度分布不是恒定值，而是在±10%范圍內(nèi)波動。常規(guī)混合方法沒有阻隔防爆措施，無法防止下游火焰的反串。
[0028]本實用新型在射流混合基礎上增加了旋轉(zhuǎn)裝置，氧氣形成的旋流流場促進了氣體擾動是氣體混合達到分子水平，在射流方向上只需0.1-0.5m即可完全混合，且出口處濃度分布均一。此外，本實用新型在氣體出口增加了阻火區(qū)，能夠有效防止下游熱點、火焰反串入氣體混合裝置，取得了較好的技術(shù)效果。
【主權(quán)項】
1.一種氧氣與可燃氣體高效、安全混合的裝置，其特征在于包括氧氣進氣管、氧氣分布支管、射流小孔、可燃氣體進氣管、電機轉(zhuǎn)動裝置、阻火區(qū)和混合氣體出口，氧氣分布支管數(shù)量最少為2根，在水平面內(nèi)對稱均勾分布且與氧氣進氣管垂直，氧氣分布支管下表面開有若干等徑、等間距的射流小孔，氧氣分布支管出口與氣體混合空間相通;可燃氣體進氣管分布在氣體混合空間外圍，在水平面內(nèi)均勻分布，且與氧氣進氣管不平行，可燃氣體進氣管的數(shù)量至少為2個，氧氣進氣管上端設有電機轉(zhuǎn)動裝置，氣體混合空間下部設有阻火區(qū)，阻火區(qū)內(nèi)填充阻火材料，阻火區(qū)下部與混合氣體出口相連，混合氣體出口管徑小于阻火區(qū)的直徑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述氧氣與可燃氣體高效、安全混合的裝置，其特征在于所述氧氣分布支管氧氣分布支管的開孔率為0.2%?0.8%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述氧氣與可燃氣體高效、安全混合的裝置，其特征在于所述阻火區(qū)與氣體混合空間的高度之比為0.2?0.5。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述氧氣與可燃氣體高效、安全混合的裝置，其特征在于所述混合氣體出口管徑與氣體混合空間的直徑之比為0.4?0.6。
【文檔編號】B01F5/02GK205412704SQ201620221024
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月22日
【發(fā)明人】劉靜如, 王林, 王振剛, 張帆, 徐偉, 石寧
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院