[发明专利]一种文丘里型多相流体混合器及多相流体混合方法

说明书

本发明公开一种文丘里型多相流体混合器及物料混合方法，其包括：套筒(1)、上游渐缩管(2)、下游渐扩管(3)、多相流体混合腔(4)、进料管(5)；多相流体混合腔(4)处表压为‑0.01MPa～+0.01MPa；多相流体混合包括气液、气液固、液液、液液固混合；多相流体混合腔(4)的横截面积大于喉部横截面积。由于多相流体混合腔(4)处的流体静压为微负压至微正压，易于控制，使喉部处压力不受下游设备或管路的影响，压力稳定，而采用正压提供设备向多相流体混合腔(4)中通入第二物料，由于正压提供设备的正压可稳定控制，从而使通入多相流体混合腔(4)的第二物料量也能实现稳定控制。

技术领域

本发明属于气液混合器技术领域，具体涉及一种能稳定控制气体流量的文丘里型多相流体混合器及多相流体混合方法。

背景技术

大型机械化采煤技术的迅速发展与广泛使用，煤矿石在开采过程中会造成矿石细化，以及伴随着更多细粒粘土矿物混杂。机械采煤设备在运行时并不能对煤层及矸石层进行有效区分，导致采出的煤中含有大量微细粘土矿粒以及微细煤炭颗粒，另外，煤炭本身也难免带有伴生的矿物质(例如高岭石、长石、硅石等)，尤其是劣质煤，矿物质杂质含量更高。使用上述煤磨粉和配浆后制成的水煤浆，其中自然也夹带有大量的矿物质杂质，影响水煤浆热值，需要设法将矿物质除去。

泡沫浮选工艺是常用的将矿物质杂质除去的方法，在浮选柱中疏水性碳质颗粒易于附着气泡，随气泡上浮，而亲水性矿物质颗粒则下降，由此除去矿物质杂质。在进入泡沫浮选柱之前，常需要将水煤浆与空气按一定的比例进行预混合然后通入浮选柱中进行浮选，这个水煤浆与空气的预混合过程，通常称为预矿化。

现有技术中有各种将水煤浆与空气的预混合的设备，一种常见的设备是使用文丘里型气液混合器，如图1所示，其将水煤浆通过一个文丘里管，同时将气体进口设置在文丘里管的喉部，由于文丘里的喉部处的直径比其上下游进出口直径小得多，故水煤浆在喉部处流速非常快，呈射流状态，根据伯努利原理，流体流速越快，则静压越低，由此在喉部处产生负压(该负压甚至可达700mmHg以上)，抽吸外部空气进入，从而完成气液混合过程。这种文丘里混合器虽然抽气能力强、气液混合剧烈，但具有以下缺点：喉部处的负压受文丘里管下游设备或管路的影响较大，因此喉部处负压不稳定，进而造成空气吸入量不稳定，气液混合比例的波动较大，不利于后续的泡沫浮选柱的稳定操作。除此之外，现有多相流混合器混合效果差，具体应用于对水煤浆进行矿化时，导致对水煤浆的矿化效果差，经传统混合器矿化后的水煤浆中含碳-氢的可燃物颗粒表面只能粘附较大的气泡，这就导致后续含碳-氢的可燃物颗粒和矿物颗粒分离效果差，分离后可燃体回收率太低。

为了解决以上问题，提出本发明。

发明内容

本发明第一方面提供了一种文丘里型多相流体混合器，其包括以下部件：

套筒1，其两端开口，且内部具有空腔；其上游端开口为第一物料进口15，其下游端开口为混合物料出口16；第一物料经所述第一物料进口15进入所述套筒1内；

上游渐缩管2，其从上游端至下游端为管径渐缩式，其上游端为第一流体入口21，其下游端为第一流体出口22；

下游渐扩管3，其从上游端至下游端为管径渐扩式，其上游端为第二流体入口31，其下游端为第二流体出口32；

多相流体混合腔4，其位于所述套筒1空腔内，且由所述上游渐缩管2和所述下游渐扩管3之间限定；

进料管5，其通过位于所述套筒1管壁上的第二物料进口11向所述多相流体混合腔4内引入第二物料；第二物料进口11位于所述套筒1中部且贯穿所述套筒1管壁；

所述上游渐缩管2和所述下游渐扩管3位于所述套筒1的空腔内；所述零表压、微正压或微负压指所述多相流体混合腔4处表压为-0.01MPa～+0.01MPa；

所述多相流体混合腔4的横截面积大于所述第一流体出口22处横截面积。