Смеситель Советский патент 1982 года по МПК B01F3/02 

Изобретение относится к технике смешения газовых компонентов и може быть использовано в нефтехимической и химической промышленности. Для приготовления углеводород-кис лородных смесей необходимо смеситель ное устройство, обеспечивающее смешение углеводородов с кислородом за время меньшее индукционного периода самовоспламенения при 600-800 С, исключающее образование застойных зон, обеспечиваюи1ее равномерное распределение кислорода в объеме углеводородов и равномерную скорость по всей длине зоны смешения. Равномерное распределение кислорода в углеводороде обеспечивается при опре деленном соотношении скоростей смешиваемых компонентов.. ,Оптимальным соотношением скорости кислорода к скорости углеродорода является 1,8:3,0 при скорости угл водорода 100 м/с. Известен смеситель Tpy64atoro типа для приготовления газовых смесей. содержащий корпус, входные и выходные штуцеры, распределительные решетки, в которых параллельно установлены трубки с отверстиями для прохода смеси.При этом отношение средней площади поперечного сечения трубок к площади поперечного сечения отверстий в них составляет 3,6:5,0, а отношение шага отверстий к их диаметру равно 10:20. Отношение площади сечения трубок на входе смеси к площади сечения трубок на выходе ее составляет 0,7:0,8. В корпусе смесителя дополнительно установлена решетка, площадь сечения отверстий которой составляет 2-3 от средМей площади сечения трубок, ИзвестИый смеситель обеспечивает смешение углеводородов с кислородом при 600-80 . Однако при использовании такого смесителя для приготовления углеводород-кислородных смесей с содержанием гомологов метана (пропан, бута пентан), для которых индукционный период самовоспламенения снижается более, чем в два раза, невозможно приготовить углеводород-кислородную смесь. В смесителе возникаетвоспламенение смеси, которое приводит к разрушению смесительного устройства. Цель изобретения - получение Гомогенных углеводород-кислородных смесей с содержанием гомологов метана, подогретых до высокой температуры. Поставленная цель достигается тем, что в смесителе трубки выполне ны по винтовой линии, а отношение шага винта к среднему диаметру труб ки составляет . Такое выполнение смесителя повышает турбулентность потока, увеличи вает путь смешения при времени, не превьклающем индукционный период самовоспламенения, и повышает степень перемешивания углеводородов с лородом за время, меньшее на 30% по сравнению с известным смесителем Отношение шага зинта к среднему диаметру трубки, равное , позв ляет обеспечить равномерную скорост смеси по всей длине камеры смешения На фиг. 1 изображен смеситель, продольный разрез; на фиг. 2 - раз рез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 винт образная конусная трубка. В корпусе 1 смесителя расположен верхняя 2 и нижняя 3 решетки, в кот рые вмонтированы винтообразные конусные трубки с отверстиями 5 диа метром 2-3 мм. Для гашения скоростного напора окислителя и распределения его по каналам установлен щиток 6. Для гашения скоростного напора углеводородов, поступаюи1их на смешение, и равномерного распределения по винтообразным конусным трубками установлена решетка Сме ситель оборудован штуцерами 8 и 9 для ввода смешиваемых компонентов и штуцером 10 для вывода смеси. На корпусе смесителя выполнены прорези 11 для прохода компонентов. Смеситель работает следующим образом. .Углеводороды через штуцер 9 и распределительную решетку 7 поступа ют на смешение в винтообразные кону ные трубки k. Кислород через штуцер 4 минуя щиток 6, прорези 11 в корпусе смесителя 1 и отверстия 5 в винтообразных конусных трубках k, поступает на смешение с углеводородами. Образовавшаяся углеводород-кислородная смесь выводится через штуцер 10. Пример К На опытной модели смесителя готовят метано-кислородные смеси с содержанием 20 обД гомологов метана Спропан, бутан, пентан при 700-800 С. Расход природного газа 220 нм/ч, расход кислорода 110 м /ч. Смеситель состоит из четырех винтообразных конусных трубок с шагом винта 20 средних диаметров трубки с общей площадью поперечного сечения на входе 1 ,15 на выходе смеси SjSlO M Площадь поперечного сечения отверстий диаметром 2 мм в винтовбраз-. ных-конусных трубках равна 1, расстояние между отверстиями 12 диаметров ( 24 мм). Смесительное устройство работало на протяжении 150 ч, самовоспламенения смеси не наблюдалось. П р и м е р 2. На опытной модели смесителя готовят метано-кислородные смеси с содержанием 20 о6.% гомологов метана (пропан, бутан, пентан, при 700-800°С. , Расход природного газа 220 нм/ч расход кислорода 110 . Смеситель состоит из четырех винтообразных конусных трубок с шагом винта 30 средних диаметров трубки с общей площадью поперечного сечения на входе 1,1510 мЧ1 на выходе смеси 5,510м , Площадь поперечного сечения отверстий диаметром 2 мм в винтообразных конусных трубках равна Г,2-1 (Г м расстояние между отверстиями 1.2 диаметров ( мм). Смесительное устройство работало на протяжении 150 ч, самовоспламенения смеси не наблюдалось. П р и м е р 3 На опытной модели смесителя готовят метано-кислородные смеси с содержанием 20 обД гомологов метана (пропан, бутан, пентан) при 700-800С. Расход природного газа 200 нм7ч. Смеситель состоит из четырех винтообразных конусных трубок с шагом винта 40 средних диаметров трубки с общей площадью поперечного сечения на входе 1, м и на выходе смеси 5,. Площадь поперечного сечения отверстий диаметром 2 мм в винтообразных

конусных трубках равна 1,.1СГ расстояние между отверстиями 12 диаметров ( 2 мм J.

Смесительное устройство работало на протяжении 150 ч, самовоспламенения смеси не наблюдалось.

При шаге винта меньше 20 средних диаметров трубки возрастает сопротивление в камере смешения, которое требует дополнительных затрат энергии, а при шаге винта больше АО средних диаметров трубки ухудшается степень перемешивания углеводородов с кислородом и увеличивается время пребывания смеси в камере смешения, превышающем индукционный период самовоспламенения.

При шаге винта средних диаметров трубки обеспечивается гомогенное приготовление смеси при температуре лодогреёй 700-800 t.

Формула изобретения

Смеситель по авт.св. h «9802«, отличающийся тем, что, с целью получения гомогенных углеводород-кислородных смесей с содержанием гомологов метана, подогретых до высокой температуры, трубки выполкены по винтовой линии, а отношение шага винта к среднему диаметру трубки составляет 20-tO.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № i 9802A, кл. В 01 F 3/02, 197.

fpueJ