[发明专利]可燃气体和助燃气体的混合器

说明书

发明领域

本发明涉及一种可燃气体和助燃气体的混合器，并涉及用于制造混合气体的方法。

背景技术

可燃气体和助燃气体的混合气体被用于多种反应过程。例如，已知通过将作为可燃气体的烃类气体例如甲烷与助燃气体例如氧混合得到的混合气体用于制造一氧化碳和氢的歧化反应。还已知通过将包括氢的可燃气体与包括氧的载气混合得到的混合气体用于制造过氧化氢的氧化反应，并进一步用于用过氧化氢使烯烃环氧化的环氧化反应。

作为可燃气体与助燃气体的混合设备，例如，已知有具有向其提供可燃气体和助燃气体的混合容器的混合设备，其中混合容器填充有填料，以形成许多窄的气体通道，并增加流过混合容器的气体的流动速度(参见JP2009-29680A)。

发明内容

技术问题

当通过传统的混合设备混合可燃气体和助燃气体时，存在着在混合过程中可能发生燃烧反应的担心，并存在着燃烧反应蔓延的担心。为了实现更为安全的混合，要求有即使发生燃烧反应也不担心燃烧反应蔓延的混合设备。

问题的解决手段

在这种情况下，作为发明人对可燃气体(或易燃性气体)和助燃气体(或帮助易燃性气体燃烧的气体)的混合设备加以勤勉思虑的结果，完成本发明如下。

在本发明的一个方面，提供一种用于混合可燃气体和助燃气体的混合器，所述混合器包括：

管状混合部，所述管状混合部在具有可燃气体供给口的一端和具有混合气体排出口的另一端之间延伸；和

助燃气体供给管，所述助燃气体供给管在管状混合部的一端和另一端之间插入到管状混合部内，在其末端处关闭，并且在其邻近末端侧面(juxta-tip lateral)部分处具有至少一个助燃气体供给口；

其中在邻近末端侧面部分处助燃气体供给管的中心轴大体平行于管状混合部的纵向。

在上述混合器中，管状混合部的纵向可以大体平行于助燃气体供给口的孔径面(aperture plane)。

在上述混合器中，额外地或另外可选地，助燃气体供给管在末端和邻近末端侧面部分之间具有大体流线形的外部形状。

在本发明另一方面，提供一种用于制造混合气体的方法，所述方法包括：

使用根据权利要求1-3中任一项所述的混合器；

从位于管状混合部一端处的可燃气体供给口将可燃气体供给至管状混合部内；

从助燃气体供给口将助燃气体供给至管状混合部内；

在助燃气体供给口和管状混合部的另一端之间混合可燃气体和助燃气体；

从位于管状混合部另一端处的混合气体排出口排出由此得到的混合气体。

在上述用于制造混合气体的方法的一个实施方案中，该方法进一步包括：

控制可燃气体向管状混合部内的供给，使得助燃气体供给口处的可燃气体的流动速度不小于可燃气体和助燃气体的混合气体的燃烧速度。

关于本发明的用于制造混合气体的方法，可燃气体可以包括氢，助燃气体可以包括氧。可燃气体可以进一步包括丙烯，和/或可以进一步包括惰性组分。

发明的有益效果

根据本发明，提供了一种更为安全的混合器，所述混合器可以在一浓度范围内迅速进行混合，以便尽管将可燃气体和助燃气体混合在一起但仍然防止燃烧反应的蔓延。

附图说明

图1显示了本发明一实施方案中的混合器；图1(a)示意性地显示了混合器的横截面视图；图1(b)示意性地显示了图1(a)中X区的横截面放大视图；图1(c)显示了与图1(b)对应的视图，并示出邻近末端侧面部分处助燃气体供给管的中心轴C(在图1(b)和(c)中，助燃气体供给管通过省略其穿过管状混合部的插入部分而显示为透视图)。

图2显示了5重量份丙烯和1.7重量份氢的可燃气体(丙烯+H₂)、助燃气体(氧，O₂)和惰性的气体(氮，N₂)的等边三角坐标图。

图3示意性地显示了比较例中的混合器的横截面部分放大视图。

图4显示了本发明另一实施方案中的混合器；图4(a)示意性地显示了混合器的横截面视图；图4(b)示意性地显示了图4(a)中X区的横截面放大视图(在图4(b)中，助燃气体供给管通过省略其穿过管状混合部的插入部分而显示为透视图)。

以下参考数字或标记表示如下元件：

1，1′，61…管状混合部

1a…一端

1b…另一端

1c…渐缩部分

2…可燃气体供给口

3…混合气体排出口