一种适用于不稳定及爆炸性气体的气体混合装置

摘要

本发明涉及一种适用于不稳定及爆炸性气体的气体混合装置，包括气体均匀混合器、第一气体输入管、第二气体输入管和气体输出管；所述气体均匀混合器底部设有第一气体输入管和第二气体输入管，该混合器顶部设有气体输出管；所述第一气体输入管在气体均匀混合器内的一端设有气体均匀分布器；所述第二气体输入管在与气体均匀混合器底部连通时均匀分布多个管口；所述气体均匀混合器的顶部为斜坡式设计，斜度为30°～75°。该装置具有混合均匀，物料不容易滞留，温度可控等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及化工机械技术领域，具体地说，涉及一种适用于不稳 定及爆炸性气体的气体混合装置。

背景技术

目前在国内有关于易燃易爆与氧气混合的反应装置，但反应器 混合对于控制混合器的限制在于与氧气混合，很少有关于适用于比 氧气更活泼的气体的报道，例如：氟气。

强氧化剂次氟酸三氟甲基酯（CF₃OF）与还原剂（CO）一氧化 碳通过热自由基法合成氟甲酸三氟甲基酯之前需要充分混合，但不 发生氧化还原反应。强氧化剂次氟酸三氟甲基酯（CF₃OF）与还原 剂（CO）一氧化碳在常温下混合很容易发生氧化还原反应生成氟光 气，反应剧烈时还会发生爆炸。

专利CN202237909U，公开了一种易燃易爆气体与氧气安全混合 的混合器，其顶部设有混合气体出口，混合罐上部设有填料层，混合 罐下部有易燃易爆气体进气管和氧气进气管，所述易燃易爆气体进气 管和氧气进气管上均匀设有出气孔。专利CN202237909U的使用范围 局限于易燃易爆气体与氧气的混合，并不使用于比氧气氧化性更强的 气体，而且没有使用有效的方法控制混合气体温度，降低混合气体的 活化能，以达到不反应的目的。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明首先提供一种适用于不稳定及 爆炸性气体的气体混合装置，包括气体均匀混合器、第一气体输入 管、第二气体输入管和气体输出管；所述气体均匀混合器底部设有 第一气体输入管和第二气体输入管，该混合器顶部设有气体输出管； 所述第一气体输入管在气体均匀混合器内的一端设有气体均匀分布 器；所述第二气体输入管在与气体均匀混合器底部连通时均匀分布 多个管口；所述气体均匀混合器的顶部为斜坡式设计，斜度为30°～ 75°。

上述斜角处采用特殊处理平滑，不容易产生气体滞留，材料为 金属耐腐蚀材料。

进一步地，所述气体均匀分布器为带圆柱喷嘴的圆盘。

更进一步地，所述气体均匀分布器的圆盘上设置有多个丝孔， 该丝孔与圆柱喷嘴一一对应连接。

其中，所述丝孔与喷嘴采用螺纹连接。

所述喷嘴上的喷孔孔径大小为1.5～3mm，喷嘴个数视气体流量 和喷孔截面积而定，其关键是将喷孔处气体流速控制在15～40cm/s。

进一步地，所述气体混合装置还包括一个冷媒夹套，所述冷媒 夹套装在气体均匀混合器壁的外部。冷媒夹套具有对混合器进行-60 ℃～20℃的温度调节，夹套采用耐低温耐腐蚀金属材料，如不锈钢、 碳钢等。

作为优选，所述气体均匀混合器、第一气体输入管、第二气体 输入管、气体均匀分布器和气体输出管采用耐腐蚀金属材料，如不 锈钢，碳钢等。

本发明还进一步提供了前述气体混合装置的使用方法，具体为： 将需要混合的气体，分别通入第一气体输入管和第二气体输入管， 并根据混合气体的物性通过夹套冷却的方式降低物料的活化能，进 入第一气体输入管的气体经过第一气体输入管末端的气体均匀分布 器均匀进入气体均匀混合器，进入第二气体输入管的气体经第二气 体输入管与气体均匀混合器底部连通时均匀分布的多个管口进入气 体均匀混合器，使得需要混合的气体迅速混合均匀，然后经过气体 均匀混合器的斜坡式顶部从气体输出管输出。

如上所述，本发明提供的一种适用于不稳定性及爆炸性气体混 合装置，在进行两种或多种气体混合时，能根据混合气体的物性通 过夹套冷却的方式降低物料的活化能，使混合气体不容易发生发生， 即使发生反应也能做降温处理，阻止进一步反应，圆盘式分布器和 均匀的进料导入管能使气体迅速混合均匀，顶部斜度式设计使混合 气体不易容发生滞留，处理平滑的斜角使气体不能富集和发生反应。

本发明的有益效果在于：

气体均匀混合器外部的夹套式设计能根据混合的物料特性选用 不同冷媒对物料降温，从而降低物料的活化能，在物料得到充分反 应的同时而不发生化学反应，在发生反应时也能通过温度控制，阻 止物料进一步反应。

第一气体输入管末端采用均匀式圆盘柱状喷嘴进料的方式，末 端采用在气体均匀混合器底部均匀分布的方式，第二气体输入管与 气体均匀混合器底部连通时均匀分布的多个管口，使气体迅速混合 均匀，而不发生激烈的碰撞。

混合器顶部采用斜度式出料的方式，使充分混合的物料不容易 滞留而发生化学反应，特殊处理的斜角使物料不容在斜角出发生富 集而发生反应。

综上所述，本发明具有混合均匀，物料不容易滞留，温度可控 等优点，特别适用于不稳定及爆炸性气体的混合。

附图说明

图1为本发明气体混合装置纵向剖面示意图；

图2为气体均匀分布器俯视图；

图3为喷嘴侧视图；

图4为喷嘴俯视图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。在 不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所 作的修改或替换，均属于本发明的范围。

若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟 知的常规手段。

下面结合附图对本发明应用在-15℃盐水作为冷媒的条件下，强 氧化剂次氟酸三氟甲基酯（CF₃OF）与还原剂（CO）一氧化碳在混 合器中的混合情况作进具体的说明。

如图1所示，该混合装置包括：

1、第一气体输入管1，用于向气体均匀混合器中进入不稳定气 体，不稳定气体包括强氧化性或强还原性气体。

2、第二气体输入管2，用于向气体均匀混合器中进入不稳定气 体或多种不易发生反应的气体。

3、气体均匀混合器3。

4、冷媒夹套4，与夹套连接直线为夹套进出口，冷媒下进上出。

5、经过特殊处理的斜角5，角度为30°～75°。

6、气体输出管6，用于稳定气体的输出。

7、气体均匀分布器7，用于将第一气体进入管进入的气体均匀 分布；图2、图3、图4具体的呈现了气体均匀分布器的结构。

冷媒夹套中采用-30℃冷冻机提供的冷却循环酒精，根据所混合 的物料不同，通过降低物料的活化能来阻止混合气体发生反应，次 氟酸三氟甲基酯（CF3OF）与还原剂（CO）一氧化碳的混合时混合 器的温度控制在-10℃～0℃。

次氟酸三氟甲基酯（CF3OF）从气体均匀混合器底部的第二气 体输入管进入，CO从第一气体输入管进入末端的气体均匀分布器， 通过气体均匀分布器上的喷嘴以均匀的速度进入气体均匀混合器 内，与已经预冷的次氟酸三氟甲基酯（CF3OF）充分混合，然后经 过斜坡式的气体均匀混合器顶部从气体输出管输出，气体均匀混合 器的顶部和侧面形成的斜角5，采用特殊处理，使混合气体不易富集， 及时从出料口导出，富集的不稳定气体会因为混合比例发生变化而 发生反应。

气体均匀分布器的材质为不锈钢，上有若干个丝孔，丝孔与喷 嘴连接，以内外两层圆圈的形式平均分布在分布器上；喷嘴材质为 耐腐蚀金属材质，如碳钢、不锈钢等；喷孔孔径大小为1.5～3mm， 喷嘴个数视气体流量和喷孔截面积而定，其关键是将喷孔处气体流 速控制在15～40cm/s。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详 尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本 领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础 上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。