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一种用于气体混合的新型静态混合器

阅读：648发布：2020-09-24

IPRDB可以提供一种用于气体混合的新型静态混合器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种用于天然气硫磺回收超级克劳斯工艺中的气体混合的新型静态混合器。它可有效解决湍流混合过程中不能充分混合的问题，提高气体的混合效果。其技术方案是：主管为一圆形钢管，副管垂直插入主管内，从主管横截面的右半圆中线插入，副管出口为楔形结构；在主管内安装八张叶片，每张叶片呈圆弧状，叶片的倾角为α，叶片的旋转角为β，叶片轴向间距为L，叶片高度为H；主管及副管的管壁厚度为5-10mm；楔形出口宽度为5-10mm。本静态混合器，能延长气体在混合器内的滞留时间，提高气体的湍流强度，进而提高被混合气体的混合率；本发明可用于天然气净化硫磺回收超级克劳斯工艺中。，下面是一种用于气体混合的新型静态混合器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于气体混合的新型静态混合器，由主管、副管、叶片、管壁及楔形出口组成，其特征在于：主管(1)为一圆形钢管，混合器总长1200mm，主管(1)内径为300mm；副管(2)垂直插入主管(1)内，从主管(1)横截面的右半圆中线插入，副管(2)内径为50mm，副管(2)出口为楔形出口(5)；在主管(1)内安装八张叶片(3)，每张叶片(3)呈圆弧状，叶片(3)倾角α为16-20°，叶片(3)旋转角β为16-20°，叶片(3)轴向间距L为80-120mm，叶片(3)高度H为150-170mm；主管(1)及副管(2)的管壁(4)厚度为5-10mm；楔形出口(5)的宽度为5-10mm。

2.根据权利要求1所述的静态混合器，其特征是：副管(2)中心与主管(1)入口间的距离为200-210mm。

3.根据权利要求1所述的静态混合器，其特征是：在叶片(3)中，第一张叶片(3)的圆弧边的中点为A1正对于副管(2)下方，A1点与主管(1)入口间的距离为300-305mm，叶片与A1点垂直夹角为α，从A1点垂线为中心轴旋转叶片；第二张叶片(3)的圆弧边的中点为A2与A1点在轴向上的距离为L，两点的垂线相互垂直；第三张叶片(3)的圆弧边的中点为A3，其垂线与A2点的垂线相互垂直，其他叶片(3)的设置相同；最后一张叶片(3)与出口间的距离为200-205mm。

说明书全文

一种用于气体混合的新型静态混合器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于天然气硫磺回收超级克劳斯工艺中的气体混合的新型静态混合器。技术背景

[0002] 静态混合器是超级克劳斯硫磺回收工艺中最关键的设备之一，其混合性能对整个工艺流程的总硫回收率起到重要的影响。传统的静态混合器对于层流流动来说，具有较高的性能，然而对于天然气工业中广泛存在的湍流混合则效果不佳。对于湍流混合过程来说，混合效果主要受两个因素制约：①流体在混合器内停留的时间；②流体的湍流强度。对于第一点可以通过延长流道的方法解决，但这又增加了设备的体积，因此，必须对混合器内部结构重新设置，新结构既能增加流体的滞留时间，又能提高流体的湍流强度。为了比较有效的解决以上问题，Chemineer公司在90年代初设计成功一种新型静态混合器——Kenics HEV型混合器。一系列数据表明它比传统的Kenics KM型混合器具有更节能、混合效果更好的特点。在相同的混合效果下，HEV型静态混合器压力损失是KM型的1/3～1/12。超级克劳斯硫磺回收工艺中的混合设备即是HEV型静态混合器。

[0003] 在延长流体滞留时间及提高流体湍流强度方面，虽然HEV型静态混合器比传统静态混合器有更好的表现，但也存在以下几个缺点：

[0004] (1)叶片对被混合气体的扰动不够强烈，即流体的湍流强度不够，致使两气体不能充分混合；

[0005] (2)由于叶片长度与静态混合器半径的比值较小，进而气体较容易通过，导致从静态混合器中心区域通过的两气体没有被充分混合；

[0006] (3)由于轴向相对流通面积过大，致使气体在静态混合器内的滞留时间较短，进而混合率不高。

发明内容

[0007] 本发明的目的是：为了克服现有静态混合器结构存在的缺点及混合效果不理想，本发明特提供一种用于气体混合的新型静态混合器。采用该结构可以有效解决湍流混合过程中的问题，提高气体的混合效果。

[0008] 为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于气体混合的新型静态混合器，是由主管、副管、叶片、管壁及楔形出口组成，其结构特征是：主管为一圆形钢管，混合器总长1200mm，主管内径为300mm；副管垂直插入主管内，从主管横截面的右半圆中线插入，副管内径为50mm，副管出口为楔形出口；在主管内安装八张叶片，每张叶片呈圆弧状，叶片倾角α为16-20°，叶片的旋转角β为16-20°，叶片轴向间距L为80-120mm，叶片高度H为150-170mm；主管及副管的管壁厚度为5-10mm；楔形出口的宽度为
5-10mm。

[0009] 在静态混合器中，副管中心与主管入口间的距离为200-210mm。在叶片中，第一张叶片的圆弧边的中点为A1正对于副管下方，A1点与主管入口间的距离为300-305mm，叶片与A1点垂直夹角为α，以A1点垂线为中心轴旋转叶片；第二张叶片的圆弧边的中点为A2与A1点在轴向上的距离为L，两点的垂线相互垂直；第三张叶片的圆弧边的中点为A3，其垂线与A2点的垂线相互垂直，其他叶片的设置相同；最后一张叶片与出口间的距离为200-205mm。

[0010] 静态混合器运行时，两种气体分别从主管、副管进入，两气体在副管出口处开始混合，然后这种初步混合后的气体流到第一张叶片处，由于叶片面积较大且具有一定的倾角，所以一部分混合气体会向流道的另一边流动，由于空间变小，所以混合气体是挤压着通过的，在此过程中达到混合的目的，此后，混合气体继续向后流动，在所有叶片处均产生刚才的混合现象，而且在整个流动过程中，混合气体是呈螺旋状流动，这有助于延长气体在混合器内的滞留时间，最后，混合气体从混合器内流出。

[0011] 本发明可用于硫磺回收工艺——超级克劳斯工艺流程中。新型静态混合器结构中叶片一方面起导流作用，使气体产生旋流；另一方面起压缩流道空间作用，使气体压缩通过；叶片的倾角可以在保证压降在允许范围内之外，还能使气体向特定方向流动；叶片的轴向间距可以使气体的螺旋流动具有连续性。

[0012] 本发明的有益效果是：采用新型静态混合器结构，可以延长气体在混合器内的滞留时间，提高气体的湍流强度，进而提高被混合气体的混合率；本发明可用于硫磺回收工艺——超级克劳斯工艺流程中。

附图说明

[0013] 图1为本发明静态混合器的结构示意图；

[0014] 图2为本静态混合器的结构剖面图；

[0015] 图3为本静态混合器中叶片3的结构图；

[0016] 图4为本静态混合器的左视图。

[0017] 图中所示：1、主管，2、副管，3、叶片，L：叶片轴向间距，α：叶片倾角，β：叶片旋转角，H：叶片高度，4、管壁，5、楔形出口。

具体实施方式

[0018] 结合附图，说明本发明的具体实施方式。

[0019] 如图1、2、3、4所示。

[0020] 混合器设计长1200mm，主管内径300mm，副管内径50mm，壁厚10mm，α取18°，β取18°，叶片轴向间距L取100mm，叶片高度H取160mm。两种气体分别从主管1、副管2进入，两气体在副管2出口处开始混合，然后初步混合后的气体流到第一张叶片3处，由于叶片面积较大且具有一定的倾角-α为叶片倾角，β为叶片旋转角，L为叶片轴向间距。一部分混合气体会向流道的另一边流动，由于空间变小，所以混合气体是挤压着通过的，在此过程中达到混合的目的，此后，混合气体继续向后流动，所有叶片处均产生刚才的混合效果，而且在整个流动过程中，混合气体是呈螺旋状流动，这有助于延长气体在混合器内的滞留时间，最后，混合气体从混合器内流出。

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