一种用于气体混合的新型静态混合器制造技术

本发明专利技术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；本发明专利技术可用于天然气净化硫磺回收超级克劳斯工艺中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。
技术介绍
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。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(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；(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；(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。
技术实现思路
本专利技术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， 本专利技术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。为达到上述目的，本专利技术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 5-10mmo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 ,WA1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。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。本专利技术可用于硫磺回收工艺一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。本专利技术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；本专利技术可用于硫磺回收工 艺——超级克劳斯工艺流程中。附图说明图1为本专利技术静态混合器的结构示意图；图2为本静态混合器的结构剖面图；图3为本静态混合器中叶片3的结构图；图4为本静态混合器的左视图。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。具体实施例方式结合附图，说明本专利技术的具体实施方式。如图1、2、3、4 所示。混合器设计长1200mm，主管内径300_，副管内径50mm，壁厚10_，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。本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾志久，黄涛，游国庆，常宏岗，何金龙，陈昌介，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]