混合裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及混合裝置，所述混合裝置用于通過多套噴射和混合管將第一氣體與第二氣體混合，其中所述氣體中至少一個(gè)對(duì)所述混合裝置是腐蝕性的，并且所述混合裝置因此以抗腐蝕陶瓷材料建造。
【專利說明】:日么駐罷/t匕口 自
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及混合裝置。本發(fā)明還涉及用于混合的方法。特別地，本發(fā)明涉及用于混合兩種或多種氣體的混合裝置。所述混合裝置可以是諸如生產(chǎn)設(shè)備等大的設(shè)備的一部分。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)將其中至少一種氣體對(duì)混合裝置是腐蝕性的多種氣體進(jìn)行混合時(shí)，存在著保護(hù)混合裝置的需要。這可以使用特定的抗腐蝕金屬材料或者通過將襯里或涂層施加至混合裝置的內(nèi)部來實(shí)現(xiàn)。在一些應(yīng)用中，對(duì)于金屬材料或聚合物材料的安全使用而言，溫度是太高了。本發(fā)明提供了減少至少這些問題的裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在第一方面中，本發(fā)明涉及用于使第一氣體與第二氣體混合的混合裝置，其中第一或第二氣體中至少一個(gè)是腐蝕性的，該混合裝置包括第一進(jìn)口段、第二進(jìn)口段、出口段、第一管板(duct sheet)、第二管板、分布室、布置在所述第一管板中的至少兩根噴射管以及布置在所述第二管板中的至少兩根混合管。在第一管板和第二管板之間的空間形成了分布室，并且所述至少兩根噴射管中每一個(gè)對(duì)應(yīng)于所述至少兩根混合管之一。這意味著各噴射管被流動(dòng)關(guān)聯(lián)至(in flow relation to)混合管,使得當(dāng)氣體流通過混合管時(shí),每一對(duì)管將進(jìn)行兩種氣體的混合。
[0004]混合裝置的布置被構(gòu)想成允許氣體通過噴射原理進(jìn)行混合，并且在兩種氣體具有不同溫度的情況下，在噴射混合過程期間，在各混合管中相對(duì)較冷的氣體的溫度將升高。如果較冷的氣體是濕的腐蝕性氣體，則這是有利的，因?yàn)樗蓪⒏g性氣體的溫度提高至高于其露點(diǎn)，從而減少或取消對(duì)混合管的下游設(shè)備的內(nèi)部表面上的抗腐蝕材料的需要。然而，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，混合裝置自身至少部分地由陶瓷材料制成，以便承受來自待混合的兩種氣體中至少一種腐蝕性氣體的腐蝕。
[0005]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二管板、分布室和所述至少兩根噴射管以及對(duì)應(yīng)的混合管至少部分地由陶瓷材料制成，以保護(hù)設(shè)備免受由一種或兩種氣體引起的腐蝕。
[0006]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述至少兩根噴射管中每一個(gè)的出口的圓周等于或小于對(duì)應(yīng)的混合管的圓周，并且各噴射管出口中心線被布置為與對(duì)應(yīng)的混合管進(jìn)口中心線成0°至90°的角度。對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的此實(shí)施例的對(duì)應(yīng)的每一對(duì)管的尺寸和它們的中心線的這些限制提供了:基本上離開噴射管的所有氣體流進(jìn)一步在流上通過其對(duì)應(yīng)的混合管，并且在這么做時(shí)，該氣體流拉拽另一氣體流通過混合管，從而進(jìn)行噴射。
[0007]在一個(gè)實(shí)施例中，將中心線關(guān)系進(jìn)一步限制，使得在橫截面視圖中，各噴射管出口中心線基本上平行于對(duì)應(yīng)的混合管進(jìn)口中心線布置，并且所述至少兩根噴射管中每一個(gè)的出口的所述圓周被布置在對(duì)應(yīng)的混合管的進(jìn)口的圓周之內(nèi)。因此，當(dāng)進(jìn)入對(duì)應(yīng)的混合管時(shí)，來自噴射管的氣體流沒有被迫改變方向，并且由混合管邊緣導(dǎo)致的噴射氣體流的可能的偏轉(zhuǎn)被最小化。這些限制使另一個(gè)實(shí)施例能夠?qū)崿F(xiàn)，此處所述至少兩根噴射管被部分地布置在對(duì)應(yīng)的混合管之內(nèi)，由此所述至少兩根混合管中每一個(gè)與對(duì)應(yīng)的噴射管重疊。這確保了當(dāng)離開噴射管并且進(jìn)入混合管時(shí)，不存在噴射氣體流動(dòng)流的偏轉(zhuǎn)的危險(xiǎn)，但是由于在噴射管出口圓周和混合管進(jìn)口圓周之間存在間隙，因此噴射氣體流動(dòng)流仍可將另一氣體拉入混合管。
[0008]在另一個(gè)實(shí)施例中，噴射管及混合管可形成為第一和第二管板中的孔而非管道。然而，如果噴射管被部分地布置在混合管之內(nèi)，噴射管離開通道必須至少部分地形成為管道。
[0009]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，布置了兩個(gè)進(jìn)口段和出口段，使得在第一進(jìn)口段中的第一氣體的流動(dòng)方向基本上垂直于第二氣體的流動(dòng)方向。此實(shí)施例允許混合裝置的相對(duì)簡單的構(gòu)造。
[0010]在另一個(gè)實(shí)施例中，第一或第二氣體是具有低于其露點(diǎn)的溫度的相對(duì)冷的氣體(在此上下文中，“相對(duì)”意味著兩種氣體之一相對(duì)于兩種氣體中的另一個(gè))，并且另一氣體是具有高于其露點(diǎn)的溫度的相對(duì)熱的氣體，并且第一和第二氣體之一或兩者的冷凝液是腐蝕性的。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，混合區(qū)域在所述至少兩根混合管中每一個(gè)之內(nèi)形成，并且離開所述至少兩根混合管的氣體具有高于被理想地(perfectly)混合的氣體的露點(diǎn)的平均溫度。此實(shí)施例確保了:盡管待混合的兩種氣體之一具有低于其露點(diǎn)的溫度，這意味著它可為腐蝕性的；兩種氣體的混合具有高于被理想地混合的氣體的露點(diǎn)的溫度，這使得腐蝕特性被最小化。兩種氣體流的混合剛好在混合管的進(jìn)口之前或者在混合管中開始，但是直到混合管進(jìn)口之后的一定距離，確保所有小液滴已汽化的理想混合可能還未發(fā)生。因此，在通過此距離時(shí)，離開混合管的氣體流可以是腐蝕性的，并且混合管以及在混合管之后的一定距離內(nèi)與氣體流接觸的管或通道材料可由抗腐蝕材料制成。這些抗腐蝕材料可為陶瓷材料。
[0011]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，抗腐蝕材料可包括下列材料的至少一種:碳化硅基材料，包括反應(yīng)燒結(jié)、氮化結(jié)合、氧化結(jié)合和氮氧化結(jié)合類型；氧化物基材料，包括基于二氧化硅或氧化鋁的類型；或硅酸鹽和硼硅酸鹽基材料，包括玻璃，其中，所述材料可以是對(duì)氣體和液體不可滲透或可滲透的。
[0012]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，至少第一或第二進(jìn)口段之一包括，該圓周縫隙適于使凈化氣體(purge gas)通入所述第一或第二進(jìn)口段。由于此凈化氣體進(jìn)入圓周，它可有助于設(shè)備的腐蝕保護(hù)，因?yàn)樗蓪o腐蝕性的凈化氣體包在腐蝕性的工藝氣體(processgas)周圍，使得腐蝕性的工藝氣體不與周圍的管或通道材料接觸，因此，在凈化氣體將材料從腐蝕性氣體隔離的區(qū)域中，可減少或省略通過諸如陶瓷材料的腐蝕保護(hù)。
[0013]在第二方面中，本發(fā)明是一種用于混合第一氣體和第二氣體的方法，該方法包括以下步驟:提供用于將第一氣體與第二氣體混合的混合裝置，所述混合裝置包括:第一進(jìn)口段、第二進(jìn)口段和出口段；第一管板、第二管板和分布室；布置在所述第一管板中的至少兩根噴射管和布置在所述第二管板中的至少兩根混合管，其中，在第一管板和第二管板之間的空間形成了分布室。在接下來的步驟中，在第一進(jìn)口段處提供包括第一氣體的第一流，并且在第二進(jìn)口段處提供包括第二氣體的第二流，并且在接下來的步驟中，第一氣體和第二氣體在至少兩根混合管中每一個(gè)之內(nèi)形成的混合區(qū)域中混合。兩種氣體(第一和第二氣體)之一是具有低于其露點(diǎn)的溫度的相對(duì)冷的腐蝕性氣體，并且另一氣體是具有高于其露點(diǎn)的溫度的相對(duì)熱的腐蝕性氣體。因此，混合裝置至少部分地由能夠承受氣體的腐蝕的陶瓷材料制成。
[0014]在本發(fā)明的此第二方面的一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二管板、分布室、所述至少兩根噴射管和它們對(duì)應(yīng)的混合管由抗腐蝕的陶瓷材料制成。
[0015]在另一個(gè)實(shí)施例中，第一氣體是具有低于其露點(diǎn)的溫度的相對(duì)冷的腐蝕性氣體，并且第二氣體是具有高于其露點(diǎn)的溫度的相對(duì)熱的腐蝕性氣體。又另一個(gè)實(shí)施例指定在第一進(jìn)口段中的第一氣體的溫度為在O°C -200°c的范圍內(nèi)，優(yōu)選地在145°C -180°c的范圍內(nèi)，并且第二氣體具有在第二進(jìn)口段中在300°C -600°C的范圍內(nèi)的溫度，優(yōu)選地在3600C _450°C的范圍內(nèi)。
[0016]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第一氣體和第二氣體通過噴射的方式進(jìn)行混合。
[0017]在本發(fā)明的又另一個(gè)實(shí)施例中，在出口段之后的混合氣體的溫度高于被理想地混合的氣體的露點(diǎn)。在此上下文中，被理想地混合的氣體意味著混合了第一和第二氣體的氣體，此處溫度和氣體含量是均質(zhì)的。在離開混合區(qū)之后，第一和第二氣體的混合物并沒有必要完全地均質(zhì)，在正好在混合區(qū)域之后的管的不同區(qū)域中，混合物的溫度和含量可稍微變化。因此，有必要在混合區(qū)域之后一段距離內(nèi)的管中配備抗腐蝕材料，該距離可取決于工藝參數(shù)進(jìn)行變化。
[0018]在本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例中，第一氣體包括303和H2O,并且具有低于H2SO4的露點(diǎn)的溫度，并且所述氣體因此包括氣體的液相的小液滴或霧。
[0019]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，混合裝置在用于硫酸的生產(chǎn)的工廠中使用。
[0020]可將所提及的與第一和第二方面相關(guān)的特征和優(yōu)點(diǎn)同等地應(yīng)用到本發(fā)明的其他方面。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]將參考附圖中的實(shí)施例來更詳細(xì)地論述本發(fā)明，在附圖中:
圖1是混合裝置的一個(gè)實(shí)施例的橫截面視圖，
圖2是混合裝置的另一實(shí)施例的橫截面視圖，
圖3是混合裝置的出口段的端視圖，
圖4是混合裝置的一個(gè)實(shí)施例的等距視圖，
圖5是根據(jù)混合裝置的一個(gè)實(shí)施例的噴射管和對(duì)應(yīng)的混合管的詳細(xì)視圖。
[0022]圖6是根據(jù)混合裝置的另一實(shí)施例的噴射管和對(duì)應(yīng)的混合管的詳細(xì)視圖。
[0023]圖7是用于混合裝置(MU)的應(yīng)用的流程圖。
[0024]位置編號(hào)概覽
01混合裝置
02第一氣體
03第二氣體
04混合氣體
11,21,41 第一進(jìn)口段12,22 第二進(jìn)口段13,23
14，24，44，54，64
15,25,55,65
16,26,36,46,56,66
17,27,37,57,67
18,28,38,48,58,68
19,29,39,49
出口段分布室第一管板第二管板噴射管混合管
抗腐蝕材料。
【具體實(shí)施方式】
[0025]圖1顯示了橫截面視圖中的混合裝置01的一個(gè)實(shí)施例。它包括中央分布室14，其由兩個(gè)管板，即第一管板15和第二管板16限定。該裝置具有通入分布室的兩個(gè)進(jìn)口段，即第一進(jìn)口段11和第二進(jìn)口段12，以及單個(gè)出口段13。分布室的橫截面形狀在圖1中顯示為圓形，但將理解到的是它可具有任何便利的形狀。第一管板被布置在第二進(jìn)口段中。它配裝有伸入分布室的至少兩根噴射管17。在圖1的實(shí)施例中，噴射管以管道的形式出現(xiàn)。因此，每一個(gè)噴射管具有被限定了的外徑和被限定了的內(nèi)徑。第二管板被布置在出口段中。在圖1中顯示的實(shí)施例中，它配裝有以管道形式出現(xiàn)的混合管18，混合管18具有被限定了的外徑和被限定了的內(nèi)徑?；旌瞎苌烊敕植际??；旌瞎艿臄?shù)量與噴射管的數(shù)量相同，將各混合管布置在第二管板中來與噴射管對(duì)應(yīng)，這意味著噴射管的中心線與對(duì)應(yīng)的混合管的中心線是相同或非常接近的，并且多對(duì)中心線也對(duì)齊。在根據(jù)圖1的本發(fā)明的實(shí)施例中，各混合管的進(jìn)口端與對(duì)應(yīng)的噴射管的出口端重疊。因此，各混合管進(jìn)口端必須具有比對(duì)應(yīng)的噴射管出口端的外徑更大的內(nèi)徑。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中(未在圖上示出)，混合管不與它們對(duì)應(yīng)的噴射管重疊。在那些情況下，混合管進(jìn)口端的內(nèi)徑并非必須比它們對(duì)應(yīng)的噴射管出口端的外徑更大。
[0026]第一氣體02經(jīng)由第一進(jìn)口段進(jìn)入混合裝置，并且流入分布室。第二氣體03經(jīng)由第二進(jìn)口段進(jìn)入混合裝置，并且流入噴射管。當(dāng)?shù)诙怏w從每一個(gè)噴射管流入對(duì)應(yīng)的混合管并且第一氣體通過噴射效應(yīng)被拉入各混合管時(shí)，在混合管的內(nèi)部發(fā)生第一和第二氣體的混合。完全或部分地混合的氣體04從混合管流至出口段。
[0027]混合裝置可部分地或者全部由諸如陶瓷材料等抗腐蝕和高溫的材料進(jìn)行襯裝(line)或建造。根據(jù)圖1的實(shí)施例具有完全由陶瓷材料制成的噴射管、混合管和管板，而進(jìn)口段、出口段和分布室由金屬制成但設(shè)有陶瓷內(nèi)襯19。取決于工藝參數(shù)和混合裝置的構(gòu)造，在離開混合管時(shí)，第一和第二氣體可能并未被理想地混合。因此，腐蝕性的小液滴可在離開混合管的氣體中出現(xiàn)。這就是為什么在根據(jù)圖1的實(shí)施例中的出口段還襯有抗腐蝕材料的原因。當(dāng)?shù)谝缓偷诙怏w在混合裝置的更遠(yuǎn)下游被理想地混合時(shí)，可省略抗腐蝕材料。
[0028]在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，僅噴射管27是管道的形式，而混合管28形成為第二管板26中的孔。此實(shí)施例比根據(jù)圖1的實(shí)施例更簡單，因?yàn)樗枰俚牟考?，然而第二管板可需要為更厚。根?jù)圖2的實(shí)施例的第一管板25、分布室24、出口段23、第一和第二進(jìn)口段21、22以及襯里并非顯著地不同于圖1的實(shí)施例。
[0029]圖3顯示了根據(jù)圖1中所顯示本發(fā)明的實(shí)施例的混合裝置的出口段的端視圖。出口段襯39被襯裝有抗腐蝕材料?；旌瞎?8被均勻地分布布置在第二管板36中。在每一個(gè)混合管的圓周之內(nèi)，噴射管37是可見的。如圖3上所示，各噴射管與其對(duì)應(yīng)的混合管被同心地放置。各混合管的內(nèi)徑大于對(duì)應(yīng)的噴射管的外徑，因此產(chǎn)生在兩根對(duì)應(yīng)的管之間可見的空的環(huán)帶。
[0030]圖4具有以等距視圖顯示的根據(jù)圖1的混合裝置實(shí)施例，由此第一進(jìn)口段41和分布室44的一部分是可見的。同樣地，布置在第二管板46中的多個(gè)混合管48是可見的。如已描述的，該裝置設(shè)有陶瓷襯里49。進(jìn)入混合裝置的第一和第二氣體02、03以箭頭表示，離開裝置混合氣體04 —樣以箭頭表示。
[0031]圖5和圖6詳細(xì)顯示了根據(jù)本發(fā)明的兩個(gè)實(shí)施例的一組對(duì)應(yīng)的噴射和混合管。
[0032]在圖5上顯不了根據(jù)圖1的實(shí)施例的一組對(duì)應(yīng)的噴射和混合管57、58的詳細(xì)視圖。噴射管被布置在第一管板55中并且混合管被布置在第二管板56中。管在此實(shí)施例中均為管道的形式。噴射管的出口端的外徑大體上小于混合管的進(jìn)口端的內(nèi)徑。環(huán)帶因此保留了空間，該空間用于通過由離開噴射管并進(jìn)入混合管的第二氣體所形成的噴射效應(yīng)而使第一氣體進(jìn)入混合管。在第一和第二管板之間的空間形成了分布室54。在圖5上可看出混合管如何與對(duì)應(yīng)的噴射管稍微地重疊。這使得第二氣體進(jìn)入分布室的危險(xiǎn)被最小化，因?yàn)樗鼘⒈仨氃诃h(huán)帶空間中逆著第一氣體的流動(dòng)方向流動(dòng)一段距離。
[0033]在圖6上顯不了根據(jù)圖2的實(shí)施例的一組對(duì)應(yīng)的噴射和混合管67、68的詳細(xì)視圖。在此實(shí)施例中僅噴射管是管道的形式，而混合管是第二管板66中孔的形式。噴射管被布置在第一管板65中。噴射管的出口端的外徑大體上小于混合管的進(jìn)口端的內(nèi)徑。環(huán)帶因此保留了空間，該空間用于通過由離開噴射管并進(jìn)入混合管的第二氣體所形成的噴射效應(yīng)而使第一氣體進(jìn)入混合管。在第一和第二管板之間的空間形成了分布室64。同樣地在此實(shí)施例中，混合管與對(duì)應(yīng)的噴射管稍微地重疊，這具有與圖5的實(shí)施例中相同的效應(yīng):為了使得第二氣體進(jìn)入分布室的危險(xiǎn)被最小化。
[0034]在下列情況下(圖上未示出)，進(jìn)入混合裝置的熱氣體具有這樣的組分，該組分產(chǎn)生了對(duì)于任何種類的腐蝕性物質(zhì)(如礦物酸或有機(jī)酸)的露點(diǎn)，可由此建造朝向混合裝置的熱氣體進(jìn)口。在一個(gè)實(shí)施例中，攜帶了朝向混合裝置的熱氣體的鋼管重疊了一段距離進(jìn)入磚襯裝的進(jìn)口段。圓周縫隙出現(xiàn)在鋼管和磚襯里的內(nèi)部表面之間。凈化氣體通過此圓周縫隙。凈化氣體確保熱氣體不能從磚襯里進(jìn)入過渡周圍的區(qū)域到未受保護(hù)的鋼管。凈化氣體的溫度應(yīng)高于熱氣體的給定的露點(diǎn)溫度。在另一實(shí)施例中，用于熱氣體的鋼管重疊了一段距離進(jìn)入磚襯里的進(jìn)口段，通向第一管道板。圓周縫隙出現(xiàn)在鋼管和磚襯里的內(nèi)部表面之間?？p隙填充有附接到鋼管的外部表面上的絕緣材料。鋼管通過凸緣環(huán)連接到磚襯裝的管上。此環(huán)被定位在離鋼管的端部一段距離處。
[0035]如已描述的，為了抵抗來自氣體中的冷凝液的腐蝕，在裝置與濕氣體接觸的那些段中，并且在溫度與此同時(shí)對(duì)于金屬和聚合物材料的使用而言太高之處，混合裝置以抗腐蝕且耐高溫的陶瓷材料進(jìn)行建造和/或襯裝?？蓱?yīng)用的陶瓷材料類型包括但不限于:
-碳化硅基材料，包括反應(yīng)燒結(jié)、氮化結(jié)合、氧化結(jié)合和氮氧化結(jié)合類型。
[0036]-氧化物基材料，包括基于二氧化硅和/或氧化鋁的類型。
[0037]-硅酸鹽和硼硅酸鹽基材料，包括玻璃。
[0038]可使用對(duì)于氣體和液體不可滲透或可滲透的陶瓷材料。
[0039]在一個(gè)實(shí)施例中，混合裝置以兩個(gè)階段作業(yè)，在第一階段中，裝置產(chǎn)生熱氣體和濕氣體的分布，這使得入口效應(yīng)(如上游彎曲，約束等)的影響被最小化，并且與此同時(shí)確保分布室中的均質(zhì)氣體分布。當(dāng)熱氣體通過噴射管進(jìn)入并且濕氣體分布在分布室中時(shí)，這些氣體最初保持分離。將該室設(shè)計(jì)為使得冷的濕氣體在整個(gè)室中均勻地分布。在第二階段中，在每一個(gè)單個(gè)混合管內(nèi)部發(fā)生兩種氣體的局部混合。這些管是針對(duì)混合的優(yōu)化和濕氣體壓降的最小化進(jìn)行設(shè)計(jì)的。通過混合管進(jìn)口區(qū)的噴射器設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)濕氣體壓降的最小化。此原則對(duì)已描述的實(shí)施例起作用而無論噴射管是否在混合管的內(nèi)部重疊。
[0040]本發(fā)明的特征
1.一種混合裝置，其用于將第一氣體與第二氣體混合，其中，第一或第二氣體中至少一個(gè)是腐蝕性的，所述混合裝置包括:
?第一進(jìn)口段?第二進(jìn)口段?出口段?第一管板?第二管板?分布室
?布置在所述第一管板中的至少兩根噴射管?布置在所述第二管板中的至少兩根混合管，
其中，在第一管板和第二管板之間的空間形成了分布室，并且所述至少兩根噴射管中每一個(gè)對(duì)應(yīng)于所述至少兩根混合管之一，并且其中，所述混合裝置至少部分地由陶瓷材料制成。
[0041]2.根據(jù)特征I所述的混合裝置，其中，第一和第二管板、分布室和所述至少兩根噴射管以及對(duì)應(yīng)的混合管至少部分地由陶瓷材料制成。
[0042]3.根據(jù)前述特征的任一項(xiàng)所述的混合裝置，其中，所述至少兩根噴射管中每一個(gè)的出口的圓周等于或小于對(duì)應(yīng)的所述混合管的圓周，各噴射管出口中心線被布置為與對(duì)應(yīng)的混合管進(jìn)口中心線成0°至90°的角度。
[0043]4.根據(jù)前述特征的任一項(xiàng)所述的混合裝置，其中，在橫截面視圖中，各噴射管出口中心線被布置為基本上平行于對(duì)應(yīng)的混合管進(jìn)口中心線，并且所述至少兩根噴射管中每一個(gè)的出口的所述圓周被布置在對(duì)應(yīng)的混合管的所述圓周之內(nèi)。
[0044]5.根據(jù)前述特征的任一項(xiàng)所述的混合裝置，其中，所述至少兩根噴射管中每一個(gè)由布置在第一管板中的噴射管道形成。
[0045]6.根據(jù)前述特征的任一項(xiàng)所述的混合裝置，其中，所述至少兩根混合管中每一個(gè)由布置在第二管板中的混合管道形成，并且所述至少兩根噴射管中每一個(gè)的出口的圓周等于或小于對(duì)應(yīng)的所述混合管道的圓周。
[0046]7.根據(jù)特征1-4或6的任一項(xiàng)所述的混合裝置，其中，所述至少兩根噴射管中每一個(gè)由第一管板中的孔形成。
[0047]8.根據(jù)特征1-5或7的任一項(xiàng)所述的混合裝置，其中，所述至少兩根混合管中每一個(gè)由第二管板中的孔形成。
[0048]9.根據(jù)特征1-6或8的任一項(xiàng)所述的混合裝置，其中，所述至少兩根噴射管道中每一個(gè)的出口的圓周小于對(duì)應(yīng)的混合管的進(jìn)口的圓周，并且所述至少兩根噴射管道中每一個(gè)被部分地布置在對(duì)應(yīng)的混合管之內(nèi)，由此所述至少兩根混合管中每一個(gè)在軸向上與對(duì)應(yīng)的噴射管道部分地重疊。
[0049]10.根據(jù)前述特征的任一項(xiàng)所述的混合裝置，其中，所述第一進(jìn)口段、所述第二進(jìn)口段和所述出口段被布置，以使得在第一進(jìn)口段中的第一氣體的流動(dòng)方向基本上垂直于在第二進(jìn)口段中的第二氣體的流動(dòng)方向。
[0050]11.根據(jù)前述特征的任一項(xiàng)所述的混合裝置，其中，第一或第二氣體是具有低于其露點(diǎn)的溫度處的相對(duì)冷的氣體，并且另一氣體是具有高于其露點(diǎn)的溫度的相對(duì)熱的氣體，并且第一和第二氣體之一或兩者的冷凝液是腐蝕性的。
[0051]12.根據(jù)前述特征的任一項(xiàng)所述的混合裝置，其中，在所述至少兩根混合管中每一個(gè)之內(nèi)形成了混合區(qū)域，并且離開所述至少兩根混合管的氣體具有高于被理想地混合的氣體的露點(diǎn)的平均溫度。
[0052]13.根據(jù)前述特征的任一項(xiàng)所述的混合裝置，其中，所述抗腐蝕陶瓷材料包括下列材料中至少一種:
?碳化硅基材料，包括反應(yīng)燒結(jié)、氮化結(jié)合、氧化結(jié)合和氮氧化結(jié)合?氧化物基材料，包括基于二氧化硅或氧化鋁的類型?硅酸鹽和硼硅酸鹽基材料，包括玻璃，
其中，所述材料可以是對(duì)氣體和液體不可滲透或可滲透的。
[0053]14.根據(jù)前述特征的任一項(xiàng)所述的混合裝置，其中所述第一或第二進(jìn)口段中至少一個(gè)包括適于使凈化氣體通入第一或第二進(jìn)口段的圓周縫隙。
[0054]15.一種用于混合第一氣體和第二氣體的方法，該方法包括以下步驟:
-提供用于將第一氣體與第二氣體混合的混合裝置，所述混合裝置包括:
?第一進(jìn)口段
?第二進(jìn)口段?出口段?第一管板?第二管板?分布室
?布置在所述第一管板中的至少兩根噴射管?布置在所述第二管板中的至少兩根混合管，
其中，在第一管板和第二管板之間的空間形成了分布室，并且其中，所述混合裝置至少部分地由陶瓷材料制成，
-在第一進(jìn)口段處提供包括第一氣體的第一流，
-在第二進(jìn)口段處提供包括第二氣體的第二流，
-在混合區(qū)域中混合第一氣體和第二氣體，所述混合區(qū)域在所述至少兩根混合管中每一個(gè)之內(nèi)形成，其中，所述兩種氣體之一是具有低于其露點(diǎn)的溫度的相對(duì)冷的腐蝕性氣體，并且另一氣體是具有高于其露點(diǎn)的溫度的相對(duì)熱的腐蝕性氣體。
[0055]16.根據(jù)特征15所述的方法，其中， 第一和第二管板、分布室和所述至少兩根噴射管以及對(duì)應(yīng)的混合管由抗腐蝕陶瓷材料制成。
[0056]17.根據(jù)特征15或16所述的方法，其中，第一氣體是具有低于其露點(diǎn)的溫度的相對(duì)冷的腐蝕性氣體，并且第二氣體是具有高于其露點(diǎn)的溫度的相對(duì)熱的腐蝕性氣體。
[0057]18.根據(jù)特征17所述的方法，其中，第一氣體在第一進(jìn)口段中具有在0°C-200°C的范圍內(nèi)的溫度，優(yōu)選地在145°C _180°C的范圍內(nèi)，并且第二氣體在第二進(jìn)口段中具有在3000C -6000C的范圍內(nèi)的溫度，優(yōu)選地在360°C -450°C的范圍內(nèi)。
[0058]19.根據(jù)特征15-18的任一項(xiàng)所述的方法，其中，第一氣體和第二氣體通過噴射的方式在混合區(qū)域中混合。
[0059]20.根據(jù)特征15-19的任一項(xiàng)所述的方法，其中，在出口段之后的混合氣體的溫度高于被理想地混合的氣體的露點(diǎn)。
[0060]21.根據(jù)特征15-20的任一項(xiàng)所述的方法，其中，第一氣體包括SO3和H2O,并且具有低于H2SO4的露點(diǎn)的溫度，并且所述氣體由此包括氣體的液相的小液滴。
[0061]22.根據(jù)特征1-14的任一項(xiàng)所述的混合裝置對(duì)于硫酸工廠的應(yīng)用。
[0062]實(shí)例
可將混合裝置用于硫酸制造工廠，在其中，含有工藝氣體的SO3和H2O在工序的某些部分中可包括硫酸霧或小液滴。這可能是當(dāng)對(duì)于給定的氣體組分來講溫度低于硫酸的露點(diǎn)時(shí)的情況。處理此類腐蝕性氣體大多常需要使用昂貴的材料，諸如高合金鋼或合金、含氟聚合物或抗酸耐火材料等。
[0063]作為這些工廠中用于某些單元運(yùn)行的準(zhǔn)備，因此所期望的是使?jié)竦母g性氣體變干。這使得氣體適合于在如無保護(hù)的碳鋼/低合金鋼設(shè)備中進(jìn)行處理和管道輸送，這大多常代表著廉價(jià)得多的結(jié)構(gòu)。
[0064]在露點(diǎn)溫度非常高的情況下，以耐酸合金或聚合物材料所建造的傳統(tǒng)的熱交換器無法維持狀態(tài)或者具有受限的操作窗口。在這些情況下，根據(jù)本發(fā)明所提議的混合裝置可安全地使用，并且具有用于對(duì)濕的工藝氣體進(jìn)行加熱和干燥的多得多的靈活性。
[0065]圖7顯示了使用混合裝置的實(shí)例(MU，噴射器型氣體混合器單元)。在此情況下，用于加熱的干熱氣體是來自混合裝置的下游的工藝氣體的再循環(huán)流。
[0066]已被干燥且加熱了的工藝氣體以稍高于露點(diǎn)溫度的溫度離開混合裝置。然后，該氣體在以碳鋼或低合金鋼制成的常規(guī)熱交換器中被進(jìn)一步加熱到大約390°C。
[0067]在此熱交換器的下游，熱氣體體積的大約1/3被再循環(huán)返回進(jìn)入混合裝置。在此實(shí)例中，熱氣體通過進(jìn)口管道板被放進(jìn)并且進(jìn)入分布室。使用送風(fēng)機(jī)從主流拖拽該再循環(huán)，并且迫使該再循環(huán)進(jìn)入混合裝置。
【權(quán)利要求】
1.一種混合裝置，其用于將第一氣體與第二氣體混合，其中所述第一或所述第二氣體中至少一個(gè)是腐蝕性的，所述混合裝置包括:?第一進(jìn)口段?第二進(jìn)口段?出口段?第一管板?第二管板?分布室?布置在所述第一管板中的至少兩根噴射管?布置在所述第二管板中的至少兩根混合管，其中，在所述第一管板和所述第二管板之間的空間形成了所述分布室，并且所述至少兩根噴射管中每一個(gè)對(duì)應(yīng)于所述至少兩根混合管之一，并且其中，所述混合裝置至少部分地由陶瓷材料制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合裝置，其中，所述第一和所述第二管板、所述分布室和所述至少兩根噴射管以及對(duì)應(yīng)的混合管至少部分地由陶瓷材料制成。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的混合裝置，其中，所述至少兩根噴射管中每一個(gè)的出口的圓周等于或小于對(duì)應(yīng)的所述混合管的圓周，各噴射管出口中心線被布置為與對(duì)應(yīng)的混合管進(jìn)口中心線成0°至90`°的角度。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的混合裝置，其中，在橫截面視圖中，各噴射管出口中心線被布置為基本上平行于對(duì)應(yīng)的混合管進(jìn)口中心線，并且所述至少兩根噴射管中每一個(gè)的出口的所述圓周被布置在對(duì)應(yīng)的混合管的所述圓周之內(nèi)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的混合裝置，其中，所述至少兩根噴射管中每一個(gè)由布置在所述第一管板中的噴射管道形成。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的混合裝置，其中，所述至少兩根混合管中每一個(gè)由布置在所述第二管板中的混合管道形成，并且所述至少兩根噴射管中每一個(gè)的出口的圓周等于或小于對(duì)應(yīng)的所述混合管道的圓周。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4或6的任一項(xiàng)所述的混合裝置，其中，所述至少兩根噴射管中每一個(gè)由所述第一管板中的孔形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5或7的任一項(xiàng)所述的混合裝置，其中，所述至少兩根混合管中每一個(gè)由所述第二管板中的孔形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6或8的任一項(xiàng)所述的混合裝置，其中，所述至少兩根噴射管道中每一個(gè)的出口的圓周小于對(duì)應(yīng)的混合管的進(jìn)口的圓周，并且所述至少兩根噴射管道中每一個(gè)被部分地布置在對(duì)應(yīng)的混合管之內(nèi)，由此所述至少兩根混合管中每一個(gè)在軸向上與對(duì)應(yīng)的噴射管道部分地重疊。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的混合裝置，其中，所述第一進(jìn)口段、所述第二進(jìn)口段和所述出口段被布置，以使得在所述第一進(jìn)口段中的所述第一氣體的流動(dòng)方向基本上垂直于在所述第二進(jìn)口段中的所述第二氣體的流動(dòng)方向。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的混合裝置，其中，所述第一或所述第二氣體是具有低于其露點(diǎn)的溫度的相對(duì)冷的氣體，并且另一氣體是具有高于其露點(diǎn)的溫度的相對(duì)熱的氣體，并且所述第一和所述第二氣體之一或兩者的冷凝液是腐蝕性的。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的混合裝置，其中，在所述至少兩根混合管中每一個(gè)之內(nèi)形成了混合區(qū)域，并且離開所述至少兩根混合管的氣體具有高于被理想地混合的氣體的露點(diǎn)的平均溫度。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的混合裝置，其中，所述抗腐蝕陶瓷材料包括下列材料中至少一種:?碳化硅基材料，包括反應(yīng)燒結(jié)、氮化結(jié)合、氧化結(jié)合和氮氧化結(jié)合類型?氧化物基材料，包括基于氧化硅或氧化鋁的類型?硅酸鹽和硼硅酸鹽基材料，包括玻璃，其中，所述材料可以是對(duì)氣體和液體不可滲透或可滲透的。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的混合裝置，其中，所述第一或所述第二進(jìn)口段中至少一個(gè)包括適于使凈化氣體通入所述第一或第二進(jìn)口段的圓周縫隙。
15.一種用于混合第一氣體和第二氣體的方法，所述方法包括以下步驟:-提供用于將所述第一氣體與所述第二氣體混合的混合裝置，所述混合裝置包括:?第一進(jìn)口段?第二進(jìn)口段 ?出口段?第一管板?第二管板?分布室?布置在所述第一管板中的至少兩根噴射管?布置在所述第二管板中的至少兩根混合管，其中，在所述第一管板和所述第二管板之間的所述空間形成了所述分布室，并且其中，所述混合裝置至少部分地由陶瓷材料制成，-在所述第一進(jìn)口段處提供包括所述第一氣體的第一流，-在所述第二進(jìn)口段處提供包括所述第二氣體的第二流，-在所述至少兩根混合管中每一個(gè)之內(nèi)形成的混合區(qū)域中混合所述第一氣體和所述第二氣體，其中，所述兩種氣體之一是具有低于其露點(diǎn)的溫度的相對(duì)冷的腐蝕性氣體，并且另一氣體是具有高于其露點(diǎn)的溫度的相對(duì)熱的腐蝕性氣體。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述第一和第二管板、所述分布室和所述至少兩根噴射管以及對(duì)應(yīng)的混合管由抗腐蝕陶瓷材料制成。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的方法，其中，所述第一氣體是具有低于其露點(diǎn)的溫度的相對(duì)冷的腐蝕性氣體，并且所述第二氣體是具有高于其露點(diǎn)的溫度的相對(duì)熱的腐蝕性氣體。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述第一氣體在所述第一進(jìn)口段中具有在0°C _200°C的范圍內(nèi)的溫度，優(yōu)選地在145°C _180°C的范圍內(nèi)，并且所述第二氣體在所述第二進(jìn)口段中具有在300°C _600°C的范圍內(nèi)的溫度，優(yōu)選地在360°C _450°C的范圍內(nèi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求1-14的任一項(xiàng)所述的混合裝置對(duì)于硫酸工廠的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】B01F5/04GK103534013SQ201280015757
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月28日
【發(fā)明者】S.海內(nèi)森, J.諾斯克, H.A.漢森, J.A.拉斯穆斯森 申請(qǐng)人:赫多特普索化工設(shè)備公司