专利名称：气液混合器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种石油石化行业气液两相物流用混合器。
背景技术：
石油化工部分管道中存在气液混输，为了保证混输管道的正常运行，需要在混输泵入口处安装气液混合器，尽量使气液均勻入流；部分单元设备中存在气液两相间的反应、 吸收、萃取、溶解和乳化等过程，这些工艺过程都需通过气液两相间的混合过程来实现，为了提高混合效率，流程中必须设置气液混合器。气液两相混合过程中，气体被液体挟带的难易程度与液流表面和厚薄程度有关， 液流表面越大，厚度越薄，气体更易渗入湍流的液流中。气液混合器的效率高低取决于两部分气液接触过程和气液混合过程。气液接触部分最简单的是同心管单点接触，也有特殊结构的多点接触；气液混合部分采用的单元元件有多种，包括JB/T 7660-1995介绍的V型混合单元、X型混合单元、L型混合单元、H型混合单元和K型混合单元，每种混合单元结构不同，适用场合也不尽相同。采用同心管单点接触时，气体在液流中形成一个射流气体锥，当气量大时，环状流将导致混合器整体压力迅速增大，进一步恶化时气流将沿液流管道反流，发生系统的返混现象。同心管单点接触在工况波动的时候，还会沿着注气管发生壁吸现象，液速迅速增大， 工况波动巨大，气液混合严重恶化，94242341.0介绍了一种单点接触的气液混合器；多点接触目前在工业上应用较多，不同的场合结构形式不大完全一致，02201093. 9介绍的气液接触部分属于多点接触。02201093. 9采用了气液多点接触和左右旋叶片混合，在气体溶解液体领域应用效果明显，适合大规模生产，但是在液流管道尺寸较小时，进气管的的多点布局将难以充分实现，整个混合过程都是采用旋流混合，在液相存在杂质的情况的有一定优势，但是缺少气泡破碎结构，混合效率相对较低。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种气液混合器，结合气液混合特性，通过气液接触单元和气液混合单元的结构设计来提高气液混合效率，降低混合器压降，提高混合器操作稳定性和操作弹性。为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是一种气液混合器，包括主体管、进气管、节流板、混合单元和旋流片，所述进气管由横管、弯管、竖管和多孔板四部分组成，横管从主体管侧壁插入，多孔板位于竖管的最下端，弯管连接横管和竖管；节流板为一个环形板，安装于进气管的下端，节流板下方设置混合单元，混合单元下方为旋流片，由两个半椭圆形板的直边相对焊接而成。所述主体管为圆管，可以采用整体管，也可以为多部分的组合管，整体可以为直管，也可以根据需要把其中一段或多段设计为弯管；
3[0009]所述进气管由横管、弯管、竖管和多孔板四部分组成，横管从主体管侧壁插入，竖管下端侧壁开有多个小孔，小孔方向优选为斜向下方。多孔板为一个开孔圆板，直径与进气管直径相同，焊接在进气管的竖管最下端，弯管连接横管和竖管；多孔板上开有小而多的小孔，小孔直径优选l_3mm，数量根据多孔板的大小确定，进气管插入主体管里面，进气管的横管段与主体管焊接在一块。所述节流板为一个环形板，中心孔的大小根据工艺需要调整，节流板运用了文丘里管的抽吸压缩原理，起到强化混合的效果，安装位置一般位于进气管的下端，根据具体需要进行调整；所述混合单元有多种结构，可以根据需要采用JB/T 7660-1995中介绍的V型混合单元、X型混合单元或者L型混合单元中的一种或一种以上。混合单元起到破碎混合的效果，使节流板形成的气泡进一步细化，由于压降和混合效率是存在对应关系的，工业设计上可以根据需要进行调整，在保证混合效率的同时，尽量降低压降。所述旋流片由两个半椭圆形板的直边相对按一定角度焊接而成，半椭圆形板的长短轴根据需要适当调整，两个半椭圆形板的相交角度直接影响旋流强度和系统压降，旋流片可以实现物流的左右旋，形成物流间的压力变化，进一步强化混合效果，使还未完全溶解的气体在旋流的作用下充分融入液流中。所述节流板、混合单元和旋流片作为主体管的内构件，焊接在主体管内或通过卡具固定在主体管内，主体管为多段管时，内构件的安装比较方便。本实用新型设计的气液混合器可使气体更好地扩散在液流中，得到充分的混合， 迅速的溶解到液流中，同时压降较小。本实用新型气液混合器结构简单，安装方便，气液混合特性好，压降小，在气液混合领域应用价值明显。1.混合效果好本实用新型采用多点接触和多级混合相结合，细化气泡，混合效果好。在进气管设置多个小孔，小孔总面积大于进气管的截面积，气液两相在多点实现气液混合，节流板的文丘里效益使气液初步混合，同时可以对气液混合流进行初步的整形，然后混合单元进一步细化两相流中的气泡，气泡越小，气液接触面积越小，混合效果越好，旋流片可以进一步强化气液混合效果。2.压降较小本实用新型采用多元混合结构，进气管实现多点接触，混合结构由节流板、混合单元和旋流片组成，可以在充分实现混合效果的同时，合理的减小混合器的压降，对系统节能意义重大。3.气液流型稳定由于混合器的进气管开有多个小孔，气液多点接触，回避了单一的粗大的气体锥， 气液接触后基本均勻混合，流动阻力较小，可以大大降低气体沿液体管道返混的可能性，也可以回避沿进气管外壁产生的壁吸效益。
图1为气液混合器的结构示意图。图中所示附图标记1为主体管，2为进气管，21为进气管开孔，3为节流板，4为混合单元，5为旋流片。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型气液混合器的具体实施方式
。本实用新型气液混合器的结构如图1所示，由主体管1，进气管2，节流板3，混合单元4和旋流片5构成。主体管1为圆管，可以采用整体管，也可以分解为多部分的组合管，整体可以为直管，也可以根据需要把其中某一段设计为弯管；进气管2由横管、弯管、竖管和多孔板四部分组成，横管从主体管侧壁插入，竖管下端侧壁开有斜向下方多个进气管开孔21，多孔板位于竖管的最下端，弯管连接横管和竖管；节流板3为一个环形板，中心孔的大小根据工艺需要调整，节流板的数量为1 6块，优选2块即可，节流板3运用了文丘里管的抽吸压缩原理，起到强化混合的效果，安装位置一般位于进气管2的下端，根据具体需要进行调整；混合单元4有多种结构，采用V型混合单元、X型混合单元或者L型混合单元，这些混合单元可以起到破碎混合的效果，使节流板形成的气泡进一步细化；旋流片5由两个半椭圆形板的直边相对按一定角度焊接而成，半椭圆形板的长短轴根据需要适当调整。进气管2插入主体管1里面，进气管2的横管段与主体管1焊接在一块；节流板3，混合单元4和旋流片5 作为主体管1的内构件，焊接在主体管1内，或通过卡具固定在主体管1内，主体管1为多段管时，内构件的安装比较方便。本实用新型的工作原理气相物流经进气管2上的多个小孔，与主体管1中液相物流相接处，气相物流以气泡的形式进入液流中，节流板3利用文丘里效益，一方面起到抽吸作用，便于气体进入液流，另一方面加速气液混合；混合单元4起到进一步破碎气泡的作用，形成更小的气泡，加速气体溶于液体；旋流片5可以使气液混流形成旋流，进一步加强两相物流的融合，提高混合效率。本实用新型通过完善的结构设计，采用特殊的气液多点接触结构和多种混合元件相结合，能降低混合器压降、提高操作弹性和系统稳定性，特别是改善了气液混合效果，克服了进气气体锥较大和压降较大的缺点。
权利要求1.一种气液混合器，其特征在于包括主体管、进气管、节流板、混合单元，所述进气管由横管、弯管、竖管和多孔板四部分组成，横管从主体管侧壁插入，多孔板位于竖管的最下端， 弯管连接横管和竖管；节流板为一个环形板，安装于进气管的下端。
2.根据权利要求1所述的一种气液混合器，其特征在于所述气液混合器还包括旋流片，设置在混合单元下方，所述旋流片由两个半椭圆形板的直边相对按一定角度焊接而成。
3.根据权利要求1所述的一种气液混合器，其特征在于所述主体管为圆管。
4.根据权利要求1所述的一种气液混合器，其特征在于所述进气管中的多孔板为一个开孔圆板。
5.根据权利要求1所述的一种气液混合器，其特征在于所述进气管中的竖管下端侧壁开有多个小孔。
6.根据权利要求4所述的一种气液混合器，其特征在于所述进气管中的竖管下端开孔方向为斜向下方。
7.根据权利要求1所述的一种气液混合器，其特征在于所述混合单元为V型混合单元、X型混合单元或者L型混合单元中的一种或一种以上。
8.根据权利要求1所述的一种气液混合器，其特征在于所述节流板、混合单元和旋流片焊接在主体管内或通过卡具固定在主体管内。
专利摘要本实用新型气液混合器是一种用于气液两相物流混合的气液混合器，主要由主体管、进气管、节流板、混合单元和旋流片等组成，进气管由横管、弯管、竖管和多孔板四部分组成，横管从主体管侧壁插入，节流板为一个环形板，安装于进气管的下端，节流板下方为混合单元，旋流片由两个半椭圆形板的直边相对按一定角度焊接而成，设置在混合单元下方。本实用新型气液混合器采用特殊的气液多点接触结构和多种混合元件相结合，完善气液混合特性，提高混合效率，减小中心气体锥较大和气体返混的问题。该混合器可使气液两相均匀混合，降低压降，具有操作弹性大，适用范围广的特点。
文档编号B01F3/04GK202146730SQ201120138579
公开日2012年2月22日 申请日期2011年4月29日 优先权日2011年4月29日
发明者师敬伟, 庞晶晶, 张光黎, 李保锋, 盛维武, 蔡连波, 赵晓青, 陈强, 韩旭辉 申请人:中国石化集团洛阳石油化工工程公司, 中国石油化工股份有限公司