[发明专利]混合装置

说明书

技术领域

本发明涉及混合装置。本发明还涉及用于混合的方法。特别地，本发明涉及用于混合两种或多种气体的混合装置。所述混合装置可以是诸如生产设备等大的设备的一部分。

背景技术

当将其中至少一种气体对混合装置是腐蚀性的多种气体进行混合时，存在着保护混合装置的需要。这可以使用特定的抗腐蚀金属材料或者通过将衬里或涂层施加至混合装置的内部来实现。在一些应用中，对于金属材料或聚合物材料的安全使用而言，温度是太高了。本发明提供了减少至少这些问题的装置。

发明内容

在第一方面中，本发明涉及用于使第一气体与第二气体混合的混合装置，其中第一或第二气体中至少一个是腐蚀性的，该混合装置包括第一进口段、第二进口段、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两根喷射管以及布置在所述第二管板中的至少两根混合管。在第一管板和第二管板之间的空间形成了分布室，并且所述至少两根喷射管中每一个对应于所述至少两根混合管之一。这意味着各喷射管被流动关联至(in flow relation to)混合管，使得当气体流通过混合管时，每一对管将进行两种气体的混合。

混合装置的布置被构想成允许气体通过喷射原理进行混合，并且在两种气体具有不同温度的情况下，在喷射混合过程期间，在各混合管中相对较冷的气体的温度将升高。如果较冷的气体是湿的腐蚀性气体，则这是有利的，因为它可将腐蚀性气体的温度提高至高于其露点，从而减少或取消对混合管的下游设备的内部表面上的抗腐蚀材料的需要。然而，在本发明的一个实施例中，混合装置自身至少部分地由陶瓷材料制成，以便承受来自待混合的两种气体中至少一种腐蚀性气体的腐蚀。

在本发明的一个实施例中，第一和第二管板、分布室和所述至少两根喷射管以及对应的混合管至少部分地由陶瓷材料制成，以保护设备免受由一种或两种气体引起的腐蚀。

在本发明的另一个实施例中，所述至少两根喷射管中每一个的出口的圆周等于或小于对应的混合管的圆周，并且各喷射管出口中心线被布置为与对应的混合管进口中心线成0°至90°的角度。对于根据本发明的此实施例的对应的每一对管的尺寸和它们的中心线的这些限制提供了：基本上离开喷射管的所有气体流进一步在流上通过其对应的混合管，并且在这么做时，该气体流拉拽另一气体流通过混合管，从而进行喷射。

在一个实施例中，将中心线关系进一步限制，使得在横截面视图中，各喷射管出口中心线基本上平行于对应的混合管进口中心线布置，并且所述至少两根喷射管中每一个的出口的所述圆周被布置在对应的混合管的进口的圆周之内。因此，当进入对应的混合管时，来自喷射管的气体流没有被迫改变方向，并且由混合管边缘导致的喷射气体流的可能的偏转被最小化。这些限制使另一个实施例能够实现，此处所述至少两根喷射管被部分地布置在对应的混合管之内，由此所述至少两根混合管中每一个与对应的喷射管重叠。这确保了当离开喷射管并且进入混合管时，不存在喷射气体流动流的偏转的危险，但是由于在喷射管出口圆周和混合管进口圆周之间存在间隙，因此喷射气体流动流仍可将另一气体拉入混合管。

在另一个实施例中，喷射管及混合管可形成为第一和第二管板中的孔而非管道。然而，如果喷射管被部分地布置在混合管之内，喷射管离开通道必须至少部分地形成为管道。

在本发明的一个实施例中，布置了两个进口段和出口段，使得在第一进口段中的第一气体的流动方向基本上垂直于第二气体的流动方向。此实施例允许混合装置的相对简单的构造。

在另一个实施例中，第一或第二气体是具有低于其露点的温度的相对冷的气体(在此上下文中，“相对”意味着两种气体之一相对于两种气体中的另一个)，并且另一气体是具有高于其露点的温度的相对热的气体，并且第一和第二气体之一或两者的冷凝液是腐蚀性的。在本发明的另一个实施例中，混合区域在所述至少两根混合管中每一个之内形成，并且离开所述至少两根混合管的气体具有高于被理想地(perfectly)混合的气体的露点的平均温度。此实施例确保了：尽管待混合的两种气体之一具有低于其露点的温度，这意味着它可为腐蚀性的；两种气体的混合具有高于被理想地混合的气体的露点的温度，这使得腐蚀特性被最小化。两种气体流的混合刚好在混合管的进口之前或者在混合管中开始，但是直到混合管进口之后的一定距离，确保所有小液滴已汽化的理想混合可能还未发生。因此，在通过此距离时，离开混合管的气体流可以是腐蚀性的，并且混合管以及在混合管之后的一定距离内与气体流接触的管或通道材料可由抗腐蚀材料制成。这些抗腐蚀材料可为陶瓷材料。