Смеситель

(51)М. Кл. В 01 Р 3/02 1 Ъеудврствеиный квинтет СССР лв лелем изабретений и открытий(71) Заявитель яиИЮР"64) СИЕСИТЕЛЬ Изобретение относится к техникесмешения газовых компонентов и можетбыть использовано в нефтехимическойи химической промышленности. 5Для при готовления углеводород" кислородных смесей необходимо смесительное устройство, обеспечивающее смешение углеводородов с кислородом за время меньшее индукционного периода самовоспламенения при 600-800 С, исключающее образование застойных зон, обеспечивающее равномерное распределение кислорода в объеме углеводородов и равномерную скорость по всей длине зоны смешения, Равно-: мерное распределение кислорода в углеводороде обеспечивается при определенном соотношении скоростей смешиваемых компонентов 26,Оптимальным соотношением скорости кислорода к скорости углеводоро" да является 1,8:3,0 при скорости углеводорода 100 м/с. Известен смеситель трубчатого 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 сме" си к площади сечения трубок на выходе ее составляет 0,7:0,8. В корпусе смесителя дополнительно установлена решетка, площадь сечения отверстий которой составляет 2-33 от средней площади сечения трубок, Извест" алый смеситель обеспечивает смешение углеводородов с кислородом при 600-800 С 11.Однако при использовании такого смесителя для приготовления углево 8991064дород"кислородных смесей с содержанием гомологов метана (пропан, бутан,пентан), для которых индукционныйпериод самовоспламенения снижаетсяболее, цем в два раза, невозможноприготовить углеводород-кислородную смесь, В смесителе возникаетвоспламенение смеси, которое приводит к разрушению смесительногоустройства.Цель изобретения - получениеГомогенных углеводород"кислородныхсмесей с содержанием гомологов метана, подогретых до высокой температуры.Поставленная цель достигаетсятем, что в смесителе трубки выполнены по винтовой линии, а отношениешага винта к среднему диаметру трубки составляет 20:40.Такое выполнение смесителя повы"шает турбулентность потока, увеличивает путь смешения при времени,не превышающем индукционный периодсамовоспламенения, и повышает степень перемешивания углеводородов с килородом за время, меньшее на 303по сравнению с известным смесителем.Отношение шага винта к среднемудиаметру трубки, равное 20:110, позво"ляет обеспечить равномерную скоростьсмеси по всей длине камеры смешения.На фиг, 1 изображен смеситель,продольный разрез; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 " винтообразная конусная трубка,В корпусе 1 смесителя расположеныверхняя 2 и нижняя 3 решетки, в которые вмонтированы винтообразные конусные трубки 11 с отверстиями 5 диаметром 2"3 мм. Для гашения скоростного напора окислителя и распределения его по каналам установленщиток 6. Для гашения скоростногонапора углеводородов, поступающих.на смешение, и равномерного распределения по винтообразным конуснымтрубками установлена решетка 7. Сме"ситель оборудован штуцерами 8 и 9для ввода смешиваемых компонентови штуцером 10 для вывода смеси. Накорпусе смесителя выполнены про"рези 11 для прохода компонентов.Смеситель работает следующим образом.Углеводороды через штуцер 9 ираспределительную решетку 7 поступас,ат на смешение в винтообразные конус"ные трубки 11. Кислород церез штуцер 8 5 1 О 15 20 1 25 с 30 55 ао 45 50 55минуя щиток Ь, прорези 11 в корпусесмесителя 1 и отверстия 5 в винтообразных конусных трубках 4, поступаетна смешение с углеводородами. Образо"вавшаяся углеводород-кислороднаясмесь выводится через штуцер 10.П р и м е р 1. На опытной моделисмесителя готовят метано-кислород-ные смеси с содержанием 20 об.4гомологов метана (пропан, бутан, пен.тан 1 при 700-800 С. Расход природного газа 220 нм/ч, расход кислорода 110 м /ч. Смеситель состоит изэчетырех винтообразных конусных трубок с шагом винта 20 средних диаметров трубки с общей площадью поперечного сечения на входе 1,1510 м ина выходе смеси 5,510 мПлощадь поперечного сечения отверстий диаметром 2 мм в винтообраз-,ных конусных трубках равна 1,2 1(Гфмрасстояние между отверстиями 12 диаметров ( 2 ч мм).Смесительное устройство работалона протяжении 150 ч, самовоспламенения смеси не наблюдалось.П р и и е р 2. На опытной моделисмесителя готовят метано-кислородные смеси с содержанием 20 об.4гомологов метана ( пропан, бутан,пентан), при 700-800 С,Расход природного газа 220 нм/чрасход кислорода 110 м /ч. Смеситель состоит из четырех винтообразных конусных трубок с шагом винта30 средних диаметров трубки с общейплощадью поперечного сечения на входе 1,15 10 фмди на выходе смеси5 510 м . Площадь поперечного се",фчения отверстий диаметром 2 мм ввинтообразных конусных трубкахравна 1,210 м, расстояние междуотверстиями 12 диаметров (211 мм).Смесительное устройство работалона протяжении 150 ч, самовоспламенения смеси не наблюдалось.П р и м е р 3. На опытной моделисмесителя готовят метано-кислородные смеси с содержанием 20 о 6.4гомологов метана (пропан, бутан,пентан) при 700-800 "С. Расход природного газа 200 нм 7 ц. Смесительсостоит из четырех винтообразныхконусных трубок с шагом винта 10 средних диаметров трубки с общей площадью поререцного сечения на входе1,15 10 Ъ и на выходе смеси 5,510 м.Площадь поперечного сечения отверстийдиаметром 2 мм в винтообразных8991конусных трубках равна 1,2 10 д расстояние между отверстиями 12 диаметров24 мм),Смесительное устройство работало на протяжении 150 ч, самовоспламене" ния 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 40 средних диаметров трубки ухудшается степень перемешивания углеводородов с кислородом и увеличивается время пребывания смеси в камере смешения, превышаоцем индукционный период самовоспламенения.При шаге винта 20-40 средних диаметров трубки обеспечивается гомоген 06 4ное приготовление смеси при температУре подогрева 700-800 С.Формула изобретенияСмеситель по авт.св, 1. 498024, о т л и ч а а щ и й с я тем, что, с целью получения гомогенных углево дород-кислородных смесей с содержанием гомологов метана, подогретых до высокой температуры, трубки выполнены по винтовой линии, а отношение шага винта к среднему диаметру трубки составляет 20-40.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР И 498024, кл. В 01 Г 3/02, 1974.