氧气与可燃气体高效、安全混合的装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种氧气与可燃气体高效、安全混合的装置，主要解决现有技术中混合效率较低、不安全的问题。本实用新型通过采用一种氧气与可燃气体高效、安全混合的装置，包括氧气进气管、氧气分布支管、射流小孔、可燃气体进气管、电机转动装置、阻火区和混合气体出口的技术方案较好地解决了上述问题，可用于氧气与可燃气体混合中。
【专利说明】
氧气与可燃气体高效、安全混合的装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种氧气与可燃气体高效、安全混合的装置。
【背景技术】
[0002]氧气与可燃气体混合过程广泛存在于氧化反应、富氧燃烧以及合成氨等过程，比如乙烯催化氧化制环氧乙烷工艺中，乙烯、甲烷等可燃气体与氧气按一定比例混合后，进入反应器。常见的可燃气体如乙烯、甲烷等在氧气中有较大的爆炸极限范围，气体混合过程要穿越可燃气体爆炸极限，如果两种气体不能快速高效混合，在局部形成浓度过高区域时存在发生燃爆的危险。
[0003]目前多数气体混合装置采用射流混合技术(如CN101848759A，CN104084065A)，SP氧气与可燃气体并流或错流接触，氧气通过喷嘴或小孔高速射流进入可燃气主体中，通过射流卷吸效应完成气气混合。这类射流气体混合装置结构简单，容易操作，但两股气体在较大空间内靠并流或错流接触混合很不充分，其后的自然发展阶段不能保证气体达到分子水平混合。此外，完成混合后的可燃气体与氧气通常进入反应器或燃烧室，目前的气体混合装置大都没有采取阻火防爆措施，使得热点或火焰有可能返入气体混合装置造成燃爆事故。
[0004]本实用新型有针对性的解决了该问题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中混合效率较低、不安全的问题，提供一种新的氧气与可燃气体高效、安全混合的装置。该装置用于氧气与可燃气体混合中，具有混合尚效、安全的优点。
[0006]为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案如下:一种氧气与可燃气体高效、安全混合的装置，其特征在于包括氧气进气管、氧气分布支管、射流小孔、可燃气体进气管、电机转动装置、阻火区和混合气体出口，氧气分布支管数量最少为2根，在水平面内对称均匀分布且与氧气进气管垂直，氧气分布支管下表面开有若干等径、等间距的射流小孔，氧气分布支管出口与气体混合空间相通;可燃气体进气管分布在气体混合空间外围，在水平面内均匀分布，且与氧气进气管不平行，可燃气体进气管的数量至少为2个，氧气进气管上端设有电机转动装置，气体混合空间下部设有阻火区，阻火区内填充阻火材料，阻火区下部与混合气体出口相连，混合气体出口管径小于阻火区的直径。
[0007]上述技术方案中，优选地，所述氧气分布支管的开孔率为0.2%?0.8%。
[0008]上述技术方案中，优选地，所述阻火区与气体混合空间的高度之比为0.2?0.5。
[0009]上述技术方案中，优选地，所述混合气体出口管径与气体混合空间的直径之比为0.4?0.6。
[0010]目前的氧气混合装置一般采用射流混合技术，利用氧气的射流卷吸来实现与可燃气体的混合，混合效果不能达到分子水平，本实用新型在射流混合基础上增加了旋转装置，氧气形成的旋流流场促进了气体扰动是气体混合达到分子水平。此外，本实用新型在气体出口增加了阻火装置，能够有效防止下游热点、火焰反串入气体混合装置，取得了较好的技术效果。
【附图说明】
[0011]图1为氧气与可燃气体混合装置的整体示意图；
[0012]图2为氧气分布装置俯视图。
[0013]图1、图2中，I为可燃气体进口；2为氧气进气管;3为电机转动装置;4为氧气分布支管;5为射流小孔;6为气体混合空间；7为阻火区;8为混合气体出口。
[0014]下面通过实施例对本实用新型作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
【具体实施方式】
[0015]【实施例1】
[0016]如图1所示，气体混合装置包括氧气进气与分布装置、可燃气体进口、圆柱形混合空间、阻火装置以及混合气体出口组成。在气体混合空间周围均匀设置2个可燃气体进气管I，可燃气体由此进入气体混合空间6，与氧气形成错流流动。氧气进气与分布装置包括氧气进气管2、与之相连的电机转动装置备3、氧气分布支管4以及支管上的射流小孔5，如图2氧气分布装置俯视图所示，氧气分布支管4设置于氧气进气管2的底部并与之垂直，分布支管的数量为2根，支管在水平面内呈轴对称分布，支管的下表面开有若干等间距、等径圆孔。氧气由氧气进气管2进入各氧气分布支管4，由支管上的射流小孔5喷出，电机转动装置3带动整个氧气进气与分布装置旋转，从而使氧气以旋流状态进入气体混合空间6，旋流扰动和射流卷吸共同促进氧气与可燃气体发生混合，并最终达到分子混合水平。混合气体经过阻火区7并由混合气体出口 8加速进入下游设备，阻火材料抑制可燃性混合气体在混合装置内发生燃烧，出口段的加速作用能够防止下游火焰回传到混合装置内。
[0017]所述氧气分布支管的开孔率为0.2%。所述电机转动装置转速为1500rpm。所述阻火装置内填充金属丝网阻火材料。所述阻火区与气体混合空间的高度之比为0.3。所述混合气体出口管径与气体混合空间的直径之比为0.4。
[0018]【实施例2】
[0019]按照实施例1所述的条件和步骤，在气体混合空间周围均匀设置4个可燃气体进气管I，氧气分布支管的数量为4根。所述氧气分布支管的开孔率为0.36%。所述电机转动装置转速为1200rpm。所述阻火装置内填充波纹形阻火材料。所述阻火区与气体混合空间的高度之比为0.4。所述混合气体出口管径与气体混合空间的直径之比为0.48。
[0020]【实施例3】
[0021]按照实施例1所述的条件和步骤，在气体混合空间周围均匀设置6个可燃气体进气管I，氧气分布支管的数量为6根。所述氧气分布支管的开孔率为0.45%。所述电机转动装置转速为lOOOrpm。所述阻火装置内填充波纹形阻火材料。所述阻火区与气体混合空间的高度之比为0.2。所述混合气体出口管径与气体混合空间的直径之比为0.52。
[0022]【实施例4】
[0023]按照实施例1所述的条件和步骤，在气体混合空间周围均匀设置8个可燃气体进气管I，氧气分布支管的数量为8根。所述氧气分布支管的开孔率为0.6%。所述电机转动装置转速为1600rpm。所述阻火装置内填充波纹形阻火材料。所述阻火区与气体混合空间的高度之比为0.35。所述混合气体出口管径与气体混合空间的直径之比为0.56。
[0024]【实施例5】
[0025]按照实施例1所述的条件和步骤，在气体混合空间周围均匀设置4个可燃气体进气管I，氧气分布支管的数量为4根。所述氧气分布支管的开孔率为0.8%。所述电机转动装置转速为2000rpm。所述阻火装置内填充波纹形阻火材料。所述阻火区与气体混合空间的高度之比为0.5。所述混合气体出口管径与气体混合空间的直径之比为0.6。
[0026]【比较例】
[0027]现有技术中，采用射流混合的设备内部，气体达到均匀混合时在气体射流方向需要0.5-1.0m距离，该段区域内浓度分布不均匀，存在发生燃爆的危险。设备出口处氧气浓度分布不是恒定值，而是在±10%范围内波动。常规混合方法没有阻隔防爆措施，无法防止下游火焰的反串。
[0028]本实用新型在射流混合基础上增加了旋转装置，氧气形成的旋流流场促进了气体扰动是气体混合达到分子水平，在射流方向上只需0.1-0.5m即可完全混合，且出口处浓度分布均一。此外，本实用新型在气体出口增加了阻火区，能够有效防止下游热点、火焰反串入气体混合装置，取得了较好的技术效果。
【主权项】
1.一种氧气与可燃气体高效、安全混合的装置，其特征在于包括氧气进气管、氧气分布支管、射流小孔、可燃气体进气管、电机转动装置、阻火区和混合气体出口，氧气分布支管数量最少为2根，在水平面内对称均勾分布且与氧气进气管垂直，氧气分布支管下表面开有若干等径、等间距的射流小孔，氧气分布支管出口与气体混合空间相通;可燃气体进气管分布在气体混合空间外围，在水平面内均匀分布，且与氧气进气管不平行，可燃气体进气管的数量至少为2个，氧气进气管上端设有电机转动装置，气体混合空间下部设有阻火区，阻火区内填充阻火材料，阻火区下部与混合气体出口相连，混合气体出口管径小于阻火区的直径。2.根据权利要求1所述氧气与可燃气体高效、安全混合的装置，其特征在于所述氧气分布支管氧气分布支管的开孔率为0.2%?0.8%。3.根据权利要求1所述氧气与可燃气体高效、安全混合的装置，其特征在于所述阻火区与气体混合空间的高度之比为0.2?0.5。4.根据权利要求1所述氧气与可燃气体高效、安全混合的装置，其特征在于所述混合气体出口管径与气体混合空间的直径之比为0.4?0.6。
【文档编号】B01F5/02GK205412704SQ201620221024
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月22日
【发明人】刘静如, 王林, 王振刚, 张帆, 徐伟, 石宁
【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青岛安全工程研究院