[发明专利]一种用于乙炔炉配套的高温气体切向旋流三入口混合器及其混合工艺

权利要求书

1.一种与乙炔炉配套的气体切向旋流混合器，其特征在于，包括第一进气口（1）、第二进气口（4）、套管（2）、中心锥管（5）和旋流翼片（6）；

所述第一进气口（1）设置在筒状结构的壳体（3）的一个端口上，第二进气口（4）与壳体（3）的筒壁连通；

所述壳体（3）内沿筒体高度方向设置有套管（2）和中心锥管（5），所述套管为两端开口的圆管，所述中心锥管（5）是上端为圆筒、下端为圆锥的顶端开口结构；中心锥管（5）嵌套于套管（2）内；套管（2）的外径与壳体（3）的内径之间的空隙形成第一环隙；中心锥管（5）的外径与套管（2）的内径之间的空隙形成第二环隙；

所述第一进气口（1）经多个直径小于第二环隙宽度的细管（7）与所述第二环隙连通；

第一环隙经所述多个细管（7）之间的空隙与中心锥管（5）顶部连通；

所述套管（2）和中心锥管（5）的侧壁上均设置有条形孔，所述条形孔的长边设置在套管（2）和中心锥管（5）圆周的高度方向；

所述中心锥管（5）的外壁固定有旋流翼片（6），所述旋流翼片（5）为沿中心锥管（5）圆柱部分的外壁从上向下螺旋设置的片状结构；

所述条形孔在管壁高度上的开孔方向与所在位置的旋流翼片（5）的螺旋方向相反。

2.如权利要求1所述的与乙炔炉配套的气体切向旋流混合器，其特征在于，所述中心锥管（5）上的条形孔尺寸为长×宽：（4~12）×（2~3）mm，所述套管（2）上的条形孔尺寸为长×宽：（20~32）×（2~3）mm。

3.如权利要求1所述的与乙炔炉配套的气体切向旋流混合器，其特征在于，

所述条形孔在管壁上的开孔角度为：开孔点与所在套管（2）或中心锥管（5）圆心的连线与孔壁之间的夹角为30~60°；

所述中心（5）锥管和套管（2）的管壁厚度为6~10mm，或者所述中心锥管（5）的管壁厚度为中心椎管管壁上条形孔宽度的1.5~3倍、套管（2）的管壁厚度为套管管壁上条形孔宽度的1.5~3倍。

4.如权利要求1所述的与乙炔炉配套的气体切向旋流混合器，其特征在于，所述条形孔在中心锥管（5）的上部和下部管壁上均布；所述条形孔均布在套管（2）外壁上与第一进气口（4）对应的位置高度。

5.如权利要求1所述的与乙炔炉配套的气体切向旋流混合器，其特征在于，所述旋流翼片（6）与中心锥管（5）上横截面之间的夹角为15~45°。

6.如权利要求1所述的与乙炔炉配套的气体切向旋流混合器，其特征在于，

所述旋流翼片（5）在中心锥管（5）的外壁上焊接固定；

所述细管（7）的数量为6个，所述6个细管（7）的一端与原料气送气单元密封连接，另一端与第二环隙密封连接，以将一种原料气体送入第二环隙所在空间中。

7.一种天然气制乙炔工艺中的气体切向旋流混合工艺，其特征在于，它使用如权利要求1-6中任一权利要求所述的与乙炔炉配套的气体切向旋流混合器，包括以下步骤：

原料气中的第一气体经第一进气口（1）的细管（7）被送入第二环隙中；

原料气中的第二气体经第二进气口（4）被送入第一环隙中；

进入第二环隙中的第一气体经旋流翼片（6）形成旋流，所述旋流与第一环隙中经套管（2）上的条形孔进入第二环隙的一部分第二气体的运动方向相反；

第一环隙中的另一部分第二气体经套管（2）上部多个细管（7）之间的空隙进入中心锥管（5）中，然后经中心锥管（5）上的条形孔进入第二环隙并在进入第二环隙过程中形成切向流，所述切向流与流经旋流翼片（6）的第一气体流运动方向相反。

8.如权利要求7所述的天然气制乙炔工艺中的气体切向旋流混合工艺，其特征在于，所述套管（2）和中心锥管（5）中上的条形孔中的过孔气速为120~280m/s。

9.如权利要求7所述的天然气制乙炔工艺中的气体切向旋流混合工艺，其特征在于，所述壳体（3）中的压力：0~0.3MPa，温度为600-700℃。

10.如权利要求7所述的天然气制乙炔工艺中的气体切向旋流混合工艺，其特征在于，所述第一进气口（1）中送入的是高温氧气；所述第二进气口（4）中送入的是高温天然气。