一种文丘里式丙烯氯气混合器

1.本发明涉及流体混合设备领域，特别涉及一种文丘里式丙烯氯气混合器。


背景技术：

2.丙烯高温氯化反应通常采用文丘里式的混合器将丙烯和氯气混合。实际生产过程中，存在两个技术难点：（1）丙烯和氯气在文丘里式的混合器的喉管处混合后马上便开始发生反应，普通的文丘里混合器无法充分混合两种气体。（2）反应过程中产生较多副产物，俗称“结碳”或者结焦；需要频繁地（大约两周清理一次）清理喉管处累积的结碳，导致生产经常被中断，降低了生产效益。
3.授权公告号为cn108704503b的中国专利公开了一种文丘里混合器，通过在芯轴的外壁上沿周向等角度地设置有n块鳍片；在内管的管壁上沿周向等角度地开设有n列通孔，虽然提高了丙烯和氯气的混合效果，但是实际应用中，内管上设置的通孔很容易结碳被堵死，且内管与鳍片所围成的通道也容易因结碳而导致流通截面积降低，导致清理结碳更加频繁，且通孔较细非常难以疏通！可见，采用文丘里式的混合器将丙烯和氯气混合存在着一个难以调和的矛盾：即希望后喉管处能够让两种气体充分混合，又不希望频繁地清理喉管处的结碳。
4.可见，现有技术还有待改进和提高。


技术实现要素：

5.鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种文丘里式丙烯氯气混合器，旨在既能提高丙烯和氯气的混合程度，又能延长喉管处结碳的清理周期。
6.为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：一种文丘里式丙烯氯气混合器，包括收缩段、喉管和扩张段，所述收缩段和喉管之间设置有一个闸阀；所述喉管包括一根外管和若干根内管，每根内管的尺寸相等，且在外管的横截面上，内管成等边三角形分布；每根内管上分别沿内管的长度方向开设有至少三个直孔，且任意相邻两个直孔在圆周方向上按相同间隔分布；所述的外管上设置有一根吸气接管，外管的两端分别设置有一块端板，每根内管的两端分别从两块端板上伸出并且与端板焊接在一起，每根内管朝向闸阀的那一端延伸至闸阀的阀板处且不与阀板相抵；每块端板上分别设置有一个圆形法兰，每个圆形法兰朝外的那一侧分别设置有一个圆形的密封凹槽，每个密封凹槽中分别设置有一个密封垫圈；所述收缩段的出口端设置有第一气压传感器，扩张段的进口端设置有第二气压传感器。
7.进一步地，所述的文丘里式丙烯氯气混合器中，每根内管朝向闸阀的那一端与闸阀的阀板的间距不大于10mm。
8.进一步地，所述的文丘里式丙烯氯气混合器中，每根内管面朝扩张段的那一端分别从对应的那块端板伸出2~3mm。
9.进一步地，所述的文丘里式丙烯氯气混合器中，任意相邻的两根内管的间距为5~
10mm。
10.进一步地，所述的文丘里式丙烯氯气混合器中，内管上的每个直孔宽度为1~2mm，每个直孔的两端分别距离内管的两端40~50mm。
11.进一步地，所述的文丘里式丙烯氯气混合器中，每根内管的壁厚为1~2mm。
12.进一步地，所述的文丘里式丙烯氯气混合器中，每块端板和对应的圆形法兰一体成型。
13.进一步地，所述的文丘里式丙烯氯气混合器中，所述密封垫圈为紫铜密封垫圈。
14.进一步地，所述的文丘里式丙烯氯气混合器中，所述喉管和扩张段由蒙乃尔合金制成。
15.有益效果：本发明提供了一种文丘里式丙烯氯气混合器，相比现有技术，通过设置闸阀、外管以及若干根内管，每根内管上设置至少三个直孔，本发明实现了以下优点：（1）气体混合程度提高。每根内管分别开设有至少三个直孔，因此，每根内管中的丙烯和氯气得到比较均匀的混合。相比普通的文丘里混合器，丙烯和氯气的混合程度得到提高。（2）生产周期延长。设置若干根内管，以及在喉管上游设置闸阀，实现了各个内管分阶段地投入生产，而不是一次性地全部投入生产，延长了生产周期。该设置实现了文丘里式丙烯氯气混合器的喉管处流通截面积可调，这是现有技术做不到的。（3）清理结碳更加方便。本发明中喉管通过设置法兰实现了可拆卸连接，当需要清碳时，可以方便地将喉管拆下，用高压水枪疏通各个内管。此外内管上设置的直孔不易被堵死，且堵塞部分也非常容易疏通。
附图说明
16.图1为本发明提供的文丘里式丙烯氯气混合器的结构简图。
17.图2为本发明提供的文丘里式丙烯氯气混合器中，内管和端板的布置图。
18.图3为本发明提供的文丘里式丙烯氯气混合器中，内管和闸阀的阀板的结构示意图。
19.图4为本发明提供的文丘里式丙烯氯气混合器中，内管的结构简图。
20.图5为图4中a
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a剖视图。
具体实施方式
21.本发明提供一种文丘里式丙烯氯气混合器，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
22.请参阅图1
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图5，本发明提供一种文丘里式丙烯氯气混合器。附图仅用于解释内管的排列方式，不用于限定内管的具体数量，且不与实物成比例。内管的数量和内径等具体参数由实际生产情况决定。
23.所述的文丘里式丙烯氯气混合器包括收缩段1、喉管和扩张段4。所述收缩段和喉管之间设置有一个闸阀2；所述喉管包括一根外管3和若干根内管6，每根内管的尺寸相等，且在外管的横截面上，内管成等边三角形分布（如图2所示），该设置使得内管排布紧凑，充分利用了外管的内部空间；每根内管上分别沿内管的长度方向开设有至少三个直孔601（如图4所示），且任意相邻两个直孔在圆周方向上按相同间隔分布（如图5所示）；所述的外管3
上设置有一根吸气接管31，外管的两端分别设置有一块端板5，每根内管的两端分别从两块端板上伸出并且与端板焊接在一起，每根内管朝向闸阀的那一端（图1和图2所示为左端）延伸至闸阀的阀板处且与阀板21的间距不大于10mm（如图3所示），；每块端板上分别设置有一个圆形法兰51，每个圆形法兰朝外的那一侧分别设置有一个圆形的密封凹槽501，每个密封凹槽中分别设置有一个密封垫圈（图中未示出）；所述收缩段的出口端设置有第一气压传感器91，扩张段的进口端设置有第二气压传感器92。
24.优选底，所述的文丘里式丙烯氯气混合器中，每根内管朝向闸阀的那一端与闸阀的阀板的间距不大于10mm。该设置即保证了闸板能够顺利的上下移动，也保证了气流通过闸板后基本上不会进入被阀板挡住的那些内管中。
25.优选地，所述的文丘里式丙烯氯气混合器中，每根内管面朝扩张段的那一端（图1视角为右端）分别从对应的那块端板伸出2~3mm，该设置保证了内管的出口端便于焊接。
26.优选地，所述的文丘里式丙烯氯气混合器中，任意相邻的两根内管的间距（外壁最近的距离）为5~10mm，该设置即充分利用了外管内腔的空间，也保证了内管右端易于和端板焊接。
27.优选地，所述的文丘里式丙烯氯气混合器中，内管上的每个直孔601宽度为1~2mm，每个直孔的两端分别距离内管的两端40~50mm。该设置保证了外管内的气体能够被顺利吸入内管，也保证了内管具有一定的机械强度，不易损坏。
28.优选地，所述的文丘里式丙烯氯气混合器中，每根内管的壁厚为1~2mm。
29.优选地，所述的文丘里式丙烯氯气混合器中，每块端板和对应的圆形法兰一体成型。该设置便于端板和圆形法兰的制作。
30.优选地，所述的文丘里式丙烯氯气混合器中，所述密封垫圈为紫铜密封垫圈。紫铜密封垫圈能够适应高温场合，保障密封性能。
31.优选地，所述的文丘里式丙烯氯气混合器中，所述喉管和扩张段由蒙乃尔合金制成。蒙乃尔合金制成收缩段、喉管和扩张段能够适应高温工作场合，提高了混合器的使用寿命。
32.可以理解的是，本文不限定外管和内管的具体直径等参数，因为这些参数由生产线的实际产能决定；但是，为了使得所述的文丘里式丙烯氯气混合器能够充分发挥其性能，实际应用中可设置为：闸阀全开状态下，所述的文丘里式丙烯氯气混合器大于生产线的实际产能。换言之，在未发生结碳时，闸阀不需要全开。
33.以下简述工作原理：文丘里式丙烯氯气混合器投用后，氯气从吸气管进入外管的内腔，丙烯进入收缩段。由于起初闸阀未全开；丙烯气体主要进入一部分内管（图1和图2视角，底部的内管先投用），被闸阀的阀板挡住的那些内管几乎不参与正常生产。丙烯进入内管后加速从而将外管内腔中的氯气吸入到相应的内管中，混合后的气体进入扩张段。生产过程中需要监测第一压力传感器和第二压力传感器之间的差值，当两者的压差低于预先设定的最低值后，说明一些内管发生了一定程度的结碳堵塞，此时增大闸阀的开度，使得新的一排或者一排以上的内管能够参与到正常的生产，第一压力传感器和第二压力传感器的压差达到正常范围。如此往复，直到闸阀达到全开后，运行一段时间后，第一压力传感器和第二压力传感器的压差低于正常值，说明内管堵塞严重，需要停车清理喉管处的结碳。
34.通过上述分析可知，相比现有技术，本发明主要的发明点有：（1）气体混合程度提
高。每根内管分别开设有至少三个直孔，因此，每根内管中的丙烯和氯气得到比较均匀的混合。相比普通的文丘里混合器，丙烯和氯气的混合程度得到提高。（2）生产周期延长。设置若干根内管，以及在喉管上游设置闸阀，闸阀不仅用于调节流量，且巧妙底利用了闸阀的阀板起到遮挡作用，实现了若干排内管分阶段地投入生产，而不是一次性地全部投入生产，延长了生产周期。该设置实现了文丘里式丙烯氯气混合器的喉管处流通截面积可调，这是现有技术做不到的。（3）清理结碳更加方便。本发明中喉管通过设置法兰实现了可拆卸连接，当需要清碳时，可以方便地将闸阀和喉管拆下，用高压水枪疏通各个内管，清理完毕后装回即可。此外，内管上设置的直孔不易被堵死，且堵塞部分也非常容易疏通。
35.可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。