专利名称：一种气体混合元件及含该元件的气体混合装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种气体混合部件，特别涉及一种气体混合元件和气体混合装置。
背景技术：
现有气体混合装置中，一般两种介质分别从各自进口进入混合室，自由混合即可，其存在不能充分混合的问题。在烟气脱硝技术领域中，氨(NH3)和氮氧化物(NOx)的混合效果与脱硝装置的脱硝效率有密切的关系，如果还原剂和NOx混合的不充分，会导致局部区域内^^^,摩尔比过低，将极大地降低系统脱硝效率。在此情况下，要想达到NOx排放量指标要求，势必要将增大催化剂的用量或氨的用量，导致运行成本增加或者氨逃逸量增加，形成二次污染。传统的NH3和NOx混合方法中利用NH3和NOx之间浓度差，通过自然扩散方式混合，因此需要很长的混合距离，并且NH3和NOx的混合不充分。CN201394414Y介绍了一种SCR反应装置的引射喷氨混合机构，包括一根进料总管和数根分配管；在分配管的下表面设有若干喷嘴，并在喷嘴下方对应地设有由若干个静态混合叶片组成的导流板；喷嘴为喇叭形，以降低氨喷射阻力；喷嘴下方对应地设有引射管，该引射管为大喉口的文丘里管，形成二次引流。该机构的不足之处在于，引射管吸入的烟气仅占总烟气量的30% 70%左右，无法实现与烟气的充分混合，影响喷氨效果。CN101601965A介绍了一种SCR法烟气脱硝的喷氨格栅装置，包括有金属管束组成的喷氨格栅，每一根金属管的径向上设有喷嘴；喷嘴的开口方向与烟气流动方向的夹角为0° 90°。该结构的不足之处在于，缺少扰流元件，导致经喷嘴喷射的氨气沿喷射方向呈直线流动，无法实现与烟气的充分混`合，影响喷氨效果。
实用新型内容针对现有技术不足，本实用新型提供了一种气体混合元件及包括该混合元件的气体混合装置，旨在解决现有技术中气体混合不均匀，影响混合效果的问题。本实用新型提供了一种气体混合元件，所述的气体混合元件包括喷嘴、扩散管和溅板，所述扩散管自上而下依次包括收缩段、喉管和扩张段，所述溅板至少为两层，板上设有筛孔，第一层溅板截面积大于扩张段下端出口截面积，其余溅板截面积逐层缩小，喷嘴下端出口伸入扩散管收缩段内，所述溅板设置于扩张段的下方。本实用新型的气体混合元件中，所述喷嘴下端出口采用缩径结构。所述扩散管收缩段的收缩角一般为10° 60°，优选15° 30°。所述喉管的长度一般为喉管直径的I 4倍，优选I 3倍。所述扩张段的扩张角为一般为7° 30°，优选10° 20°。根据本实用新型所述的气体混合元件，所述所述溅板至少为两层，板上设有筛孔，溅板开孔率为10% 60%，优选开孔率为30% 50%。所述溅板形状可以为圆形或多边形，优选与扩散管下端出口截面形状一致，所述筛孔形状可以为三角形、正方形、圆形或多边形，优选圆形，所述溅板上筛孔的孔径为3 8mm，优选孔径4 6mm，可以采用正三角形排布或者正方形排布，相邻溅板间筛孔交错排布。所述的喷嘴、扩散管和溅板的轴线重合，溅板与扩张段出ロ水平截面的距离一般为喉管长度的30% 150%，优选80% 120%。本实用新型所要解决的另一个技术问题是提供一种气体混合装置。所述气体混合装置包括喷射气体总管、喷射气体支管和上面所述的气体混合元件；其中所述喷射气体支管设置若干根，喷射气体支管一端与喷射气体总管连接，另一端为封闭结构；喷射气体支管的下表面通过喷嘴与所述的气体混合元件相连。根据本实用新型所述的气体混合装置，所述的气体混合装置通常设置于反应器入ロ或者単独设置于混合室内。所述喷射气体支管平行排列分布于反应器内或混合室中。本实用新型的气体混合元件及包括该混合元件的气体混合装置，适用于气体中含有一定量固体颗粒物的两种气体的混合过程，例如可以作为一种喷氨元件或喷氨装置而用于烟气脱硝装置中氨气与烟气的混合过程。与现有技术相比较，本实用新型的气体混合元件及气体混合装置的有益效果在于1、本实用新型的气体混合元件中，气体A经喷嘴喷射入扩散管的收缩段，并在此加速，从而在收缩段内产生微负压，产生的抽吸作用使气体B部分被吸入收缩段内。两种气体介质在收缩段内进行初歩混合，在通过截面积缩小的喉管时，混合气体流速加快，从而以较高流速进入扩张段，在扩张段内，气体流速放缓使得混合气体的压カ恢复至与气体B的压カ基本相当，实现两种气体第一阶段混合。混合气体经由扩张段出口喷射到溅板上，由于所述溅板至少为两层，板上设有筛孔，第一层溅板截面积大于扩张段下端出口截面积，其余溅板截面积逐渐縮小，使混合气体经过溅板后形成实心锥分布域，増大混合气体与未被吸入扩散管的气体B的再混合几率，并产生较大的分散域，实现混合气体与未被吸收扩散管气体B的第二阶段混合，进ー步増加了两种气体的混合均匀度，減少混合所需要的空间，节省投资。2、本实用新型的气体混合装置结构简単，设置合理，喷射气体支管平行排列分布于反应器内或混合室中，喷嘴沿反应器或混合室截面密集布置，使每个扩散管抽吸区域重合，保证气体的均匀分布。
图1为本实用新型气体混合元件的主视图。图2为本实用新型气体混合装置的主视图。
具体实施方式
以下结合附图进ー步说明本实用新型气体混合元件和气体混合装置的具体方案和使用方式。由图1所示，本实用新型所述的气体混合元件1，所述的气体混合元件I包括喷嘴
2、扩散管3和溅板4，所述喷嘴2、扩散管3和溅板4的轴线重合，所述扩散管3自上而下依次包括收缩段5、喉管6和扩张段7，喷嘴2下端出ロ伸入收缩段5内，所述溅板4设置于扩张段7的下方。气体A经喷嘴2喷射入扩散管的收缩段5，所述收缩段5的收缩角为15° 30°，并在此加速，从而在收缩段5内产生微负压，产生的抽吸作用使气体B被吸入收缩段5内，两种气体在收缩段5内进行初步混合；混合气体在通过截面积缩小的喉管6时，喉管长度为喉管直径的I 3倍，混合气体流速加快，从而以较高流速进入扩张段7，扩张段的扩张角为10° 20°，在扩张段7内，混合气体流速放缓使得混合气体的压力恢复至与气体B的压力基本相当，实现两种气体第一阶段混合。混合气体经由扩张段7的出口喷射到溅板4上，溅板与扩张段出口水平截面的距离为喉管长度的80% 120%，所述溅板4为三层，且板上设有筛孔，第一层溅板截面积大于扩张段7的下端出口截面积，其余两层溅板截面积逐渐缩小，所述溅板开孔率为30% 50%，溅板上筛孔的孔径为4 6mm，采用正三角形排布或者正方形排布，相邻溅板间筛孔交错排布。利用溅板对混合气体流动形成阻碍，使混合气体经过溅板4后形成实心锥分布域，增大混合气体与未被吸入扩散管3的气体B的再混合几率，并产生较大的分散域，实现混合气体与未被吸收扩散管气体B的第二阶段混合。如图2所示，本实用新型所述气体混合装置8包括喷射气体总管9、喷射气体支管10和上面所述的气体混合元件11 ;其中所述喷射气体支管10设置若干根，喷射气体支管10 一端与喷射气体总管9连接，另一端为封闭结构；喷射气体支管10通过喷嘴2与所述的气体混合元件11相连。本实用新型所述的气体混合装置8在使用时，气体A经喷射气体总管9进入喷射气体支管10，通过喷射气体支管10上的喷嘴2喷入扩散管收缩段5，并在收缩段5内加速，形成负压区，产生抽吸作用吸入收缩段5入口附近大部分气体B，混合气体穿过喉管6进入扩散管扩张段7，并在扩张段7中减速，实现两种气体的第一阶段混合；混合气体在溅板4处产生喷溅，利用溅板对混合气体流动形成阻碍，使混合气体经过溅板4后形成实心锥分布域，增大混合气体与未被吸入扩散管3的气体B的再混合几率，并产生较大的分散域，实现混合气体与未被吸入扩散管气体B的第二阶段混合，达到良好混合效果。
权利要求1.一种气体混合元件，所述的气体混合元件包括喷嘴、扩散管和溅板，其特征在于:所述扩散管自上而下依次包括收缩段、喉管和扩张段，所述溅板至少为两层，板上设有筛孔，第一层溅板截面积大于扩张段下端出ロ截面积，其余溅板截面积逐渐縮小，喷嘴下端出ロ伸入扩散管收缩段内，所述溅板设置于扩张段的下方。
2.按照权利要求1所述的混合元件，其特征在于:所述喷嘴下端出ロ采用缩径结构。
3.按照权利要求1所述的混合元件，其特征在干:所述收缩段收缩角为10° 60°，喉管长度为喉管直径的I 4倍，扩张段扩张角为7° 30°。
4.按照权利要求1所述的混合元件，其特征在于:所述喷嘴、扩散管和溅板的轴线重ムロ o
5.按照权利要求1所述的混合元件，其特征在于:所述溅板开孔率为10% 60%，溅板形状为圆形或多边形。
6.按照权利要求1所述的混合元件，其特征在于:所述筛孔形状为三角形、圆形、正方形或多边形，采用正三角形排布或者正方形排布，相邻溅板间筛孔交错排布。
7.按照权利要求1所述的混合元件，其特征在于:所述溅板与扩张段出ロ水平截面的距离为喉管长度的30% 150%。
8.一种气体混合装置，所述的气体混合装置包括喷射气体总管、喷射气体支管和权利要求I 7中任一所述的气体混合元件；其中所述喷射气体支管设置若干根，喷射气体支管一端与喷射气体总管连接，另一端为封闭结构；喷射气体支管的下表面通过喷嘴与所述的气体混合元件相连。
9.按照权利要求8所述的装置，其特征在于:所述的气体混合装置设置于反应器入口或者単独设置于混合室内。
10.按照权利要求9所述的装置，其特征在于:所述喷射气体支管平行排列分布于反应器内或混合室中。
专利摘要本实用新型提供了一种气体混合元件及包含该元件的气体混合装置，所述的气体混合元件包括喷嘴、扩散管和溅板，其中所述扩散管自上而下依次包括收缩段、喉管和扩张段，所述溅板至少为两层，板上设有筛孔，第一层溅板截面积大于扩张段下端出口截面积，其余溅板截面积逐渐缩小，喷嘴下端出口伸入扩散管收缩段内，所述溅板设置于扩张段的下方。所述的气体混合装置包括喷射气体总管、喷射气体支管和上面所述的气体混合元件；其中所述喷射气体支管设置若干根，喷射气体支管一端与喷射气体总管连接，另一端为封闭结构；喷射气体支管的下表面通过喷嘴与所述的气体混合元件相连。本实用新型其结构合理，介质混合充分，混合效果好。
文档编号B01F3/02GK202909642SQ20122054625
公开日2013年5月1日 申请日期2012年10月24日 优先权日2012年10月24日
发明者李欣, 于淼, 彭德强, 姜阳, 齐慧敏, 刘志禹, 陈新 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院