经改进的混合器管道及使用其的过程制造技术

一种用于湍流的混合的混合管道（1），其具有入口（10）和出口（15），其包含至少一个静态混合器元件（50），所述至少一个静态混合器元件（50）包括至少两个至少大致共面的板状部段（70）和（70'），其中大致纵向间隙（80）形成在所述部段（70）和（70'）之间，其中每一部段（70）和（70'）附接到管道壁（5）并且包括至少两个自由边缘（72）和（72'），其中一个自由边缘（72）是前缘（74），并且另一个自由边缘（72'）相邻于所述纵向间隙（80），并且其中所述至少两个部段（70）和（70'）相对于管道轴线（2）倾斜，使得所述前缘（74）在所述管道（1）中向上游并且大致垂直于主要流体流（30）的方向取向。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】经改进的混合器管道及使用其的过程
本专利技术涉及一种经改进的混合器管道。本专利技术还涉及一种用于使用所述混合器管道的过程。
技术介绍
静态混合器对于与混合和散布、气液接触或湍流混合应用有关的所有行业来说是受到关注的。静态混合器通常是管状内部部件，当流体在静止混合器部件周围流动时，其产生所期望的混合和散布效果。所述流体流动通过泵送提供。静态混合器具有胜于其它混合系统的优点，因为其仅需要小体积、低维护费用，并且其具有简单的安装和清洁以及极佳的可靠性。在US6830370B1中公开典型的静态混合器。此文献公开一种由一对半椭圆形叶片构成的静态混合器，所述半椭圆形叶片在管道内的倾斜部处彼此交叉安置。因此，每一对叶片在管道内产生大旋涡或涡旋运动。从SulzerChemtech已知其它代表性类型的静态混合器，例如在EP0800857A1中公开的那些。此类静态混合器包括倾斜平行板，所述倾斜平行板提供开放窄通路，所述开放窄通路包括穿过管道轴线从壁延伸到壁的间隙区域。在US4758098中公开另一类似的静态混合器，其具有至少三个横向隔开的腹板。所述腹板彼此横向隔开以提供在混合期间流体可以通过的间隙。另外，每一腹板在相对于向下流在上端处固定到壳体时具有下终止端部，所述下终止端部与壳体隔开以提供在向下下降期间液体可以通过的其它间隙。只要在管道内可获得足够的混合长度以及足够的压头，上述混合器便通常是有效和充分的。然而，在某些应用中，针对其最佳性能，可能存在不足的可用长度或压头。因此，将期望具有可用于在此类严格条件下提供足够混合性能的经改进的静态混合器。例如，当在混合管道内投配添加剂时，使流体内的添加剂浓度迅速均匀化可能相当重要。当添加反应性很强的添加剂时，这可能相当关键，如果添加剂未在流体内迅速且均匀地分布，则可能导致安全或质量问题。在其它情况下，在流体进入后续反应器之前通过适当反应化学计量而具有反应性添加剂的均匀分布可能很重要。
技术实现思路
从现有技术出发，本专利技术的第一目的是提供一种用于湍流的混合的经改进的混合器管道，以便在严格条件（例如短的可用混合长度或有限的可用压头）下提供足够的混合性能。本专利技术的第二目的包括提供一种经改进的混合器管道，以用于湍流的混合并且用于投配添加剂并且例如在添加反应性很强的添加剂时使流体内的添加剂浓度迅速均匀化或者在流体进入后续反应器之前通过适当反应化学计量提供反应性添加剂的均匀分布。本专利技术的仍另外的额外目的是提供一种用于可选地通过添加的添加剂混合主要流体的过程，其利用用于湍流的混合的经改进的混合器管道的上述有利混合性质的有利性质。根据本专利技术，第一目的通过一种用于湍流的混合器管道来实现，所述混合器管道具有入口和出口，其包含至少一个静态混合器元件，所述至少一个静态混合器元件包括两个至少大致共面的板状部段，其中大致纵向间隙形成在所述部段之间，其中每一部段附接到管道壁，并且包括至少两个自由边缘，其中一个边缘是前缘，并且另一个边缘相邻于纵向间隙，其中这两个部段相对于管道轴线倾斜，使得前缘在管道中向上游并且大致垂直于流体流的方向取向。提供相对于管道轴线倾斜使得前缘在管道中向上游取向的两个部段具有每一部段均产生旋涡的技术效果。每一部段从所述部段的上游部分到下游部分沿着管道壁固定，其中前缘是大致垂直于流体流的方向定位的自由边缘。部段的大致垂直前自由边缘的作用在于，流体随后被部段偏转，从而导致沿着部段的下游侧的增加的负压以及沿着部段的上游侧的增加的过压，并且促成流体中大规模旋涡的形成。常规的静态混合器缺少此技术效果，并且因此产生较小负压和较不强烈的旋涡。本领域技术人员将理解，使用此混合器管道来混合主要流体以便使主要流体的特性均匀化的过程将共享这些相同的刚刚论述的优点。在本专利技术的混合器管道的一个实施例中，至少一个部段、优选地至少两个部段另外包括至少第三自由边缘。第三自由边缘的提供有利地允许混合器在长度上更短，因此节省材料以及安装长度和重量。此第三自由边缘将通常设置在部段的下游端处。负责混合的旋涡主要在部段的上游部分中产生，并且因此可以缩短部段的下游部分，从而提供第三自由边缘，而不显著负面地影响混合性能。自由边缘的个数在本专利技术中不受特别限制，并且将在很大程度上取决于静态混合器元件的部段的形状的简单性或复杂性。在另一替代实施例中，所述至少两个部段中没有一者另外地包括第三自由边缘。将部段的下游部分接合到管道壁防止通过管道的流动分布的均匀性，因为通过第三自由边缘相邻的开放区域将允许流体在那里通过管道自由流动。优选地，至少一个静态混合器元件中的每一者包括恰好两个大致共面的板状部段，并且除此之外没有其它部段。根据本专利技术，在一个实施例中，第二目的通过提供具有至少一个额外的侧面入口的管道来实现，所述额外的侧面入口大致位于静态混合器元件的上游、优选地前缘，其被实施成用于添加剂的添加。以此方式在静态混合器元件的上游馈送添加剂允许混合和均匀化过程利用由部段产生的大规模旋涡。此外，通过大致在上游馈送添加剂允许添加剂跨越管道横截面的预分布，这允许后续部段的有效均匀化。本领域技术人员将理解，使用此混合器管道来混合主要流体和添加剂以便使主要流体和添加剂的组分均匀化的过程将共享这些相同的刚刚论述的优点。在满足第二目的的混合器管道的更具体的实施例中，所述管道额外地包括具有宽度（W）的偏转罩，其中所述偏转罩大致平行于侧面入口轴线并且大致垂直于管道轴线定位，其中宽度（W）的大小至少与侧面入口直径一样大，并且偏转罩大致位于侧面入口的上游，并且偏转罩被实施成基本上不阻挡侧面入口的管道进口，并且同时允许添加剂传播到混合器管道的中心区域中、而不被通过混合器管道的主要流体流转向。偏转罩用于阻挡主要流体流在侧面入口附近的区域中通过管道，从而有利地允许经由侧面入口进入的添加剂在其遇到主要流之前进一步传播到管道的内部中。在不提供偏转罩的情况下，添加剂将仅相邻于侧面入口沿着管道壁行进，特别是对于具有低动量的添加剂。在满足第二目的的混合器管道的另一更具体的实施例中，防溅板大致位于混合器管道的中心区域中，其中防溅板大致平行于管道轴线取向成基本上不增加通过混合器管道的主要流体流的阻力，并且其中防溅板同时大致垂直于侧面入口轴线定位，并且当沿着侧面入口轴线观察时，防溅板横截面大致叠覆侧面入口横截面。防溅板的提供有利地限制添加剂跨越管道的横截面的传播。这在添加剂具有高动量的情况下是重要的，因为风险将是大量添加剂到达与侧面入口相对的管道壁，这将阻碍与通过管的横截面的主要流体流的高效混合。根据本专利技术，在一个替代实施例中，第二目的通过替代地给混合器管道配备具有至少一个注射管出口的添加剂注射管来实现，其中添加剂注射管被实施成用于大致在静态混合器元件的上游在大致相邻于至少一个前缘的区域中、优选地与至少两个部段的两个前缘等距地将添加剂注射到混合器管道中，并且其中至少一个注射管出口被实施成将添加剂引导到一个或两个前缘，优选地其中两个注射管出口各自距前缘等距定位。具有添加剂注射管的此替代实施例特别有利于将添本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于湍流的混合的混合器管道（1），其具有入口（10）和出口（15），/n其包含至少一个静态混合器元件（50），所述至少一个静态混合器元件（50）包括至少两个至少大致共面的板状部段（70, 70'），/n其中，大致纵向间隙（80）形成在所述部段（70, 70'）之间，/n其中，每一部段（70,70'）附接到管道壁（5）并且包括至少两个自由边缘（72, 72'），/n其中，一个自由边缘（72）是前缘（74），并且另一个自由边缘（72'）相邻于所述纵向间隙（80），/n其特征在于/n所述至少两个部段（70,70'）相对于管道轴线（2）倾斜，使得其前缘（74）在所述管道（1）中向上游并且大致垂直于主要流体流（30）的方向取向。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171106 EP 17200102.61.一种用于湍流的混合的混合器管道（1），其具有入口（10）和出口（15），
其包含至少一个静态混合器元件（50），所述至少一个静态混合器元件（50）包括至少两个至少大致共面的板状部段（70,70'），
其中，大致纵向间隙（80）形成在所述部段（70,70'）之间，
其中，每一部段（70,70'）附接到管道壁（5）并且包括至少两个自由边缘（72,72'），
其中，一个自由边缘（72）是前缘（74），并且另一个自由边缘（72'）相邻于所述纵向间隙（80），
其特征在于
所述至少两个部段（70,70'）相对于管道轴线（2）倾斜，使得其前缘（74）在所述管道（1）中向上游并且大致垂直于主要流体流（30）的方向取向。


2.根据权利要求1所述的混合器管道（1），其中，至少一个部段（70）、优选地所述至少两个部段（70,70'）另外地包括第三自由边缘（72''）。


3.根据权利要求1所述的混合器管道（1），其中，所述至少两个部段（70,70'）中没有一者另外地包括至少第三自由边缘（72''）。


4.根据前述权利要求中的任何一项所述的混合器管道（1），其中，所述混合器管道（1）另外地包括至少一个额外的侧面入口（100），所述至少一个额外的侧面入口（100）位于所述静态混合器元件（50）的上游并且被实施成用于添加剂（120）的添加。


5.根据权利要求4所述的混合器管道（1），其中，偏转罩（200）具有宽度（W），其中，所述偏转罩（200）大致平行于侧面入口轴线（102）并且大致垂直于所述管道轴线（2）定位，其中，所述宽度（W）的大小至少与侧面入口直径（104）一样大，并且所述偏转罩（200）位于所述侧面入口（100）的上游，并且所述偏转罩（200）被实施成不阻挡所述侧面入口（100）的管道进口（106）并且同时允许所述添加剂（120）传播到所述混合器管道（1）的中心区域（40）中、而不被通过所述混合器管道（1）的所述主要流体流转向。


6.根据权利要求4或5所述的混合器，其中，防溅板（300）位于所述混合器管道（1）的所述中心区域（40）中，其中，所述防溅板（300）大致平行于所述管道轴线（2）取向成不增加通过所述混合器管道（1）的所述主要流体流的阻力，并且其中，所述防溅板（300）同时大致垂直于所述侧面入口轴线（102）定位，并且当沿着所述侧面入口轴线（102）观察时，防溅板横截面（305）叠覆侧面入口横截面（105）。


7.根据权利要求1至4中的任何一项所述的混合器管道（1），其中，所述混合器管道（1）包括具有至少一个注射管出口（402）的添加剂注射管（400），其中，所述添加剂注射管（400）被实施成用于在相邻于至少一个前缘（74）的区域中在所述静态混合器元件（50）的上游将添加...

【专利技术属性】
技术研发人员：塞巴斯蒂安·希尔施贝格，
申请(专利权)人：苏尔寿管理有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH