一种应用于富氧燃烧助燃空气系统的富氧混合器

本技术属于富氧混合，特别涉及一种应用于富氧燃烧助燃空气系统的富氧混合器。

背景技术：

1、富氧燃烧技术采用高于普通空气氧含量(21％)的富氧空气进行助燃。普通空气助燃过程中，大量氮气随空气进入燃烧系统，随着燃烧过程的进行，氮气吸收燃烧热而升温，随后又以高温状态排出系统，造成能源浪费；另外，当燃烧温度高于1200℃时，氮气也会被氧化，生成的氮氧化物对环境造成破坏，是酸雨的主要源头之一，同时会腐蚀系统中的管道、阀门、风机等设备。富氧燃烧条件下，燃烧过程中减少了氮气通入量，节约了氮气对能量消耗的同时，从源头解决了氮氧化物排放问题，燃烧产物以二氧化碳和水为主。由此可见，富氧燃烧是高效节能的燃烧技术。在富氧燃烧系统中，常常采用氧气和空气相掺混的方式来提供所需的不同氧浓度的富氧空气。

2、因此，富氧混合器在工业应用中，特别是在高温燃烧系统、医疗和环境工程领域都扮演着重要角色。氧气与空气的混合效果是评价富氧混合器的重要指标。在燃烧系统中，氧气掺混进空气管道，流速约10nm/s，甚至达到15m/s。若仅靠氧气和空气在流动过程中的扰动来进行气体混合，则达到均匀混合所需要的管道距离非常大。而对于大多数企业，受空间限制，或炉前设备限制，无法满足氧气与空气自然混合所要求的距离。因此，多种通过结构手段提高气体混合效率的混合器被相继开发出来。

3、中国实用新型专利《cn218795161u一种新型高炉煤气富氧混合器》公开了一种新型高炉煤气富氧混合器。混合器进、出口两端的空气管道在高度或水平方向上错开，氧气从混合器侧面进入，空气和氧气在混合器中混合后沿出口管道流出。这种混合器的缺点是空气管道施工过程中标高或水平方向有偏心，容易出现焊接应力，时间久后容易造成气体泄漏，使用寿命短且更换不方便。

技术实现思路

1、本实用新型旨在解决现有技术存在的缺陷，提供一种结构简单、使用灵活，适应性强，富氧混合器的筒体与空气管道同轴，使用寿命长且能在短距离内实现氧气和空气高效混合的富氧混合器。具体采用的技术方案为：一种应用于富氧燃烧助燃空气系统的富氧混合器，至少包括一端与空气管道连接的筒体，富氧混合器的筒体与空气管道同轴，富氧混合器还设有氧气管道和扰动叶片，氧气管道伸入筒体内，氧气管道的出口端与筒体的气体流动方向平行，氧气管道的出口端为多孔板，两组以上扰动叶片依次设置于筒体的另一端，每组扰动叶片均由叶片、中心钝板和外部法兰组成，中心钝板位置处于筒体的轴线且中心钝板所在平面与筒体的轴线垂直，叶片为与筒体的轴线不垂直的螺旋叶片；两组以上扰动叶片至少包括两组螺旋方向相反的叶片，且两组以上扰动叶片的叶片设置位置不重合。

2、而且，筒体两端部存均设有法兰结构，筒体与空气管道接触面形状相同。

3、而且，氧气管道呈“l”型，氧气管道的进口端与筒体的气体流动方向垂直，氧气管道的出口端与筒体同轴。

4、而且，所述两组螺旋方向相反的叶片包括一组向左旋15°的螺旋叶片和一组向右旋15°的螺旋叶片。

5、而且，每组扰动叶片含有6～8个叶片。

6、而且，富氧混合器由耐高温不锈钢制成。

7、而且，氧气管道的出口端为扩径结构。

8、本技术方案与现有技术相比，有益效果如下：

9、1、本方案的富氧混合器的筒体与空气管道同轴，筒体直径与空气管道直径相同(如果空气管道不是圆形，也可根据实际情况，设计成与空气管道截面相匹配的形状)，其一端与空气管道之间采用法兰连接，解决了现有技术《cn218795161u》存在的空气管道施工过程中容易出现焊接应力的问题。

10、2、本方案的富氧混合器包含多组扰动叶片，扰动叶片外部具有法兰结构，能牢固安装于富氧混合器的另一端。扰动叶片则用于改变混合气体流向。

11、3、本方案的两组以上扰动叶片至少包括两组螺旋方向相反的叶片，且两组以上扰动叶片的叶片设置位置不重合，即叶片倾斜方向不同且安装角度不同，能够实现短距离内的气体扰动。

12、4、氧气管道的出口端为多孔板且为扩径结构，更有利于氧气发散喷出；氧气管道的出口端与筒体的气体流动方向平行，更有利于氧气与筒体内空气混合。

13、5、本方案的富氧混合器采用耐高温不锈钢制作，可用于高温空气助燃系统。

14、6、本方案的富氧混合器结构简单，适应性强，占地面积小，施工简单，使用寿命长，可实现短距离内的高效混合。

技术特征：

1.一种应用于富氧燃烧助燃空气系统的富氧混合器，至少包括一端与空气管道连接的筒体，其特征在于：富氧混合器的筒体与空气管道同轴，富氧混合器还设有氧气管道和扰动叶片，氧气管道伸入筒体内，氧气管道的出口端与筒体的气体流动方向平行，氧气管道的出口端为多孔板，两组以上扰动叶片依次设置于筒体的另一端，每组扰动叶片均由叶片、中心钝板和外部法兰组成，中心钝板位置处于筒体的轴线且中心钝板所在平面与筒体的轴线垂直，叶片为与筒体的轴线不垂直的螺旋叶片；两组以上扰动叶片至少包括两组螺旋方向相反的叶片，且两组以上扰动叶片的叶片设置位置不重合。

2.根据权利要求1所述的一种应用于富氧燃烧助燃空气系统的富氧混合器，其特征在于：筒体两端部存均设有法兰结构，筒体与空气管道接触面形状相同。

3.根据权利要求1所述的一种应用于富氧燃烧助燃空气系统的富氧混合器，其特征在于：氧气管道呈“l”型，氧气管道的进口端与筒体的气体流动方向垂直，氧气管道的出口端与筒体同轴。

4.根据权利要求1所述的一种应用于富氧燃烧助燃空气系统的富氧混合器，其特征在于：所述两组螺旋方向相反的叶片包括一组向左旋15°的螺旋叶片和一组向右旋15°的螺旋叶片。

5.根据权利要求1所述的一种应用于富氧燃烧助燃空气系统的富氧混合器，其特征在于：每组扰动叶片含有6～8个叶片。

6.根据权利要求1所述的一种应用于富氧燃烧助燃空气系统的富氧混合器，其特征在于：富氧混合器由耐高温不锈钢制成。

7.根据权利要求1所述的一种应用于富氧燃烧助燃空气系统的富氧混合器，其特征在于：氧气管道的出口端为扩径结构。

技术总结
本技术属于富氧混合技术领域，特别涉及一种应用于富氧燃烧助燃空气系统的富氧混合器，至少包括一端与空气管道连接的筒体，富氧混合器的筒体与空气管道同轴，富氧混合器还设有氧气管道和扰动叶片，氧气管道伸入筒体内，氧气管道的出口端与筒体的气体流动方向平行，氧气管道的出口端为多孔板，两组以上扰动叶片依次设置于筒体的另一端，每组扰动叶片均由叶片、中心钝板和外部法兰组成，中心钝板位置处于筒体的轴线且中心钝板所在平面与筒体的轴线垂直，叶片为与筒体的轴线不垂直的螺旋叶片。本方案的富氧混合器结构简单，适应性强，占地面积小，富氧混合器的筒体与空气管道同轴，使用寿命长且能在短距离内实现氧气和空气高效混合。

技术研发人员：潘妮,胡贤忠,于庆波
受保护的技术使用者：武汉科技大学
技术研发日：20240628
技术公布日：2025/4/10