一种适用多工况气体均匀混合的装置的制作方法

1.本实用新型属于气体混合技术领域，具体涉及一种适用多工况气体均匀混合的装置。


背景技术：

2.目前常规气体的混合一般采用静态混合器，随着工艺技术发展，静态混合器已无法满足微米尺度上的气相混合。针对特殊工艺，需要开发特定结构的混合器，现有的专利创新大多集中于两种气量相差悬殊的气体混合，且为了混合均匀，往往需要将小流量气体进行增压，使其与大流量气体保持一定的压差方能实现。
3.专利cn 201620328156.7一种富氧控制分布装置提供了一种氧气在空气中的均匀混合分布结构，但其结构仅适用两种气量差别比较大的气体之间的混合，无法满足两种气量相当的气体或多种气体的混合。


技术实现要素：

4.针对以上技术问题，本实用新型的目的在于提供一种适用多工况气体均匀混合的装置，实现多种气体及两种气量相当气体的快速均匀混合。
5.为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：
6.一种适用多工况气体均匀混合的装置，包括：
7.混合器本体，具有沿气流方向依序设置的错流混合区和静态混合区，所述错流混合区连通有多根气体进管，所述静态混合区连通有混合气出管；
8.所述多根气体进管包括轴向连通所述混合器本体的第一气体进管，及环绕所述第一气体进管布设的第2～n气体进管，所述第2～n气体进管的出口端分别连通有1根或多根气体分布管，所述气体分布管的侧壁上设有用于第2～n管路气体与第一气体错流混合的喷射孔。
9.一些实施方案中，所述混合器本体为圆柱型，所述第一气体进管位于混合器本体的中轴线上，所述第2～n气体进管连通的气体分布管沿中轴线和以中轴线为圆心的同一圆周均匀分布，且该圆周直径为混合器本体直径的0.5～0.7倍。
10.一些实施方案中，所述气体分布管与第一气体流动方向平行布置，其上喷射孔的直径为5～10mm，且开孔面积为侧壁面积的30～75％。
11.一些实施方案中，相邻所述喷射孔之间呈三角形均匀排列。
12.一些实施方案中，所述静态混合区内串联设置多个静态混合单元，所述气体分布管末端距首级静态混合单元前端的距离为混合器本体直径的1～3倍，末级静态混合单元连通混合气出口。
13.一些实施方案中，所述静态混合单元采用sv型、sx型、sl型、sh型及sk型中的至少一种。
14.一些实施方案中，任一所述静态混合单元内设有180
°
扭曲的固定螺距的左旋叶片
与右旋叶片；相邻静态混合单元所涉螺旋叶片的旋转方向相反，且相错90
°
。
15.本实用新型采用以上技术方案至少具有如下的有益效果：
16.1.采用中心对称排列侧壁开孔的气体分布管设计，实现多种气体或两种气量相当气体的错流混合，结构紧凑，设计巧妙，易于推广应用；
17.2.组合常规静态混合器单元(如螺旋片式混合单元)，通过多次流道改变和剥离，不仅可以消除混合后气体在均混器壳体附近的粘滞层，而且实现两种气体在整个均混器界面上的更小尺度上的均匀混合。
附图说明
18.为了更清楚的说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图及其标记作简单的介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
19.图1为本实用新型实施例所述的一种适用多工况气体均匀混合的装置的结构流程图；
20.图2为本实用新型实施例所述的气体分布管的分布示意图。
21.图中标注符号的含义如下：
22.1-第一气体进管，2-第2～n气体进管，3-混合器本体，4-气体分布管，5-静态混合单元，6-混合气出管。
具体实施方式
23.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
24.需要说明的是，本文中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多级、多层”的含义是至少两级/层，例如两级/层、三级/层等；以及术语“及/或”为包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
25.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
26.请参阅图1，示出了一种适用多工况气体均匀混合的装置，包括混合器本体3，混合器本体3内具有沿气流方向依序设置的错流混合区和静态混合区，错流混合区连通有多根气体进管，静态混合区连通有混合气出管6。
27.多根气体进管包括轴向连通混合器本体3的第一气体进管1，及环绕第一气体进管1布设的第2～n气体进管2，第2～n气体进管2的出口端分别连通有气体分布管4，气体分布管4的侧壁上设有用于第2～n管路气体与第一气体错流混合的喷射孔。其中，n为大于等于2的自然数。
28.一些具体实施方式中，采用圆柱型的混合器本体3，第一气体进管1沿混合器本体3
的中轴线布置，第2～n气体进管2及相对应的气体分布管4平行于第一气体流动方向布置，各气体分布管4沿中轴线和以中轴线为圆心的同一圆周上均匀分布，且该圆周直径为混合器本体3直径的0.5～0.7倍。该实施方式中平行于混合器本体3轴线的气体分布管4将气流以垂直方向喷入外流，具有混合速率快，混合质量高的特点；通过气体分布管4在混合器本体3内的装设位置，使内外流沿混合器本体3径向充分遍布。
29.一些较佳实施方式中，喷射孔的直径为5～10mm，开孔面积为侧壁面积的30～75％。该实施方式中通过喷射孔将外围多股气流以一定角度与外流快速相混，通过提高开孔面积能形成很好的主体扩散，有利于提高混合效果；在相同的开孔面积条件下，采用本案的较小的喷射孔孔径，能够较好的扩散气流，提高混合均匀度。
30.更佳的，相邻喷射孔之间呈三角形均匀排列。该实施方式中经喷射孔的各射流之间间距均匀，且相互之间不易干扰，可进一步提升错流混合均匀度。
31.请结合参阅图2，在一优选示例中，气体分布管4为5根，1根位于中心轴线上，其余4根呈中心对称分布，管内流速为10-30m/s，主风在混合器本体3中的流速为5～10m/s。
32.一些具体实施方式中，静态混合区内串联设置多个静态混合单元5，气体分布管4末端距首级静态混合单元前端的距离为混合器本体3直径的1～3倍，末级静态混合单元连通混合气出口。该实施方式中预留了气体充分的错流混合空间，随着混合时间的增加，错流混合质量也进一步提升。
33.需要说明的是，本技术的静态混合单元5具体种类不作限制，可根据应用场合和效果的差异，匹配出适合结构的静态混合单元内件，包括型式有：sv型、sx型、sl型、sh型及sk型。
34.一些较佳实施方式中，任一静态混合单元5内设有180
°
扭曲的固定螺距的左旋叶片与右旋叶片；相邻静态混合单元5所涉螺旋叶片的旋转方向相反，且相错90
°
。
35.本技术的混合装置可以实现多种气体的混合以及两种气量相当的气体混合并可使目标气体在1秒钟中内实现均匀混合。
36.本专利结构可以广泛应用于多种化工过程。即可以用于丙烯氨氧化反应中，气体流量相当的丙烯和氨的均匀混合；也可以用于空气富氧中两种流量悬殊的氧气和空气的混合；也可以用于气体净化中多股vocs废气的均匀混合等多种场合。
37.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。
38.本领域技术人员应当理解，虽然本实用新型是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本实用新型的保护范围。