CN111804217A - 一种增强型二氧化碳气水混合器 - Google Patents

一种增强型二氧化碳气水混合器 Download PDF

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胡涛
金磊
吴雪飞
倪奔
乐勤
张东
姜巍巍
周文琪
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/80—Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/82—Combinations of dissimilar mixers
    • B01F33/821—Combinations of dissimilar mixers with consecutive receptacles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids

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Abstract

本发明公开了一种增强型二氧化碳气水混合器，包含依次相连接的文丘里混合器、连接法兰和静态混合器；文丘里混合器依次包含入口段、渐缩段、喉部、渐扩段；静态混合器包含壳体、设置在壳体内的叠片单元、出口段；引入管在入口段的位置伸入文丘里混合器主流管道，并在入口段的内径中心位置形成一个圆弧型倒角，沿顺流方向延伸，直至入口段和渐缩段的连接处。本发明的增强型二氧化碳气水混合器有效地解决了二氧化碳气体难溶于水,并且极易逸出的难题,通过增强型二氧化碳气水混合器可有效增大气水混合程度、提高二氧化碳在水中的溶解度、有效降低水体pH值。

Description

一种增强型二氧化碳气水混合器
技术领域
本发明涉及一种混合器，具体涉及一种二氧化碳气体与水的增强型混合器。
背景技术
随着人口增长、经济不断发展，人类社会对水的需求日益增加，水污染与水资源短缺已成为我国经济社会可持续发展的重要制约。目前，我国多数的水体已成富营养化状态，水体变绿已成为影响饮用水安全的的问题之一，在水厂制水过程中，由于受藻类影响，水中碳酸盐中的二氧化碳被大量消耗，形成氢氧化钙，导使原水pH 值升高，易导致出厂水浊度及铝超标等一些列问题，给制水过程造成困扰。
随着科技的进步，已经有越多的混合器（例于机械混合器，文丘里混合器、静态混合器等）被发明使用，但是二氧化碳作为微溶于水的气体，暂时未能找一种将二氧化碳气体与水体充分混合并具有较高溶解度的混合器。
发明内容
为了解决如上问题，本发明的目的在于提供一种使二氧化碳气体与水混合更加充分的增强型气水混合器，该增强型混合器的引入管伸入文丘里混合器主流管道内，并使引流的二氧化碳气体与主流流体水在文丘里混合器的入口段和渐缩段的连接处混合，延长了气水混合流体在文丘里混合器中的流动距离，经过文丘里混合器再进入静态混合器，通过与叠片单元碰撞与切割，极大地增强了混合流体的混合程度，在无需外加压力的情况下，便可充分混合，以达到实验和生产的要求。
为达上述目的，本发明采用以下解决方案：
一种增强型二氧化碳气水混合器，其特征在于，包含依次相连接的文丘里混合器（1）、连接法兰（5）和静态混合器；该文丘里混合器（1）依次包含入口段(9)、渐缩段(2)、喉部(3)、渐扩段(4)；该静态混合器包含壳体（7）、设置在该壳体（7）内的叠片单元（8）、出口段（10）；引入管(6)在该入口段(9)的位置伸入该文丘里混合器（1）主流管道，并在入口段(9)的内径中心位置形成一个圆弧型倒角，沿顺流方向延伸，直至入口段(9)和渐缩段(2)的连接处。
如上所述的一种增强型二氧化碳气水混合器，其中，该渐扩段（4）终端的管道、法兰（5）和该静态混合器壳体（7）的内径均相同，使得气液混合物在增强型二氧化碳气水混合器内部的压力损失很小。
如上所述的一种增强型二氧化碳气水混合器，其中，二氧化碳气体通过该引入管（6）进入该文丘里混合器，渐缩段(2)、喉部(3)和渐扩段(4)组合成两个相背连接的喇叭形状，使得二氧化碳气体和主流管道中的流体在该渐缩段(2)、该喉部(3)、该渐扩段(4)的湍流作用下气液混合，混合物进入该静态混合器的该叠片单元（8），在该叠片单元（8）处发生相互碰撞与切割，进一步促进气液混合，有利于气体溶解并发生反应。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。其中，在本发明示例性实施方式中，相同的附图标记通常代表相同部件。
图1是根据示例性实施例的增强型混合器的结构示意图。
附图标记说明：
1、文丘里混合器；2、渐缩段；3、喉部；4、渐扩段；5、连接法兰；6、引入管；7、静态混合器壳体；8、叠片单元；9、进口段；10、出口段；
具体实施方式
下面将参照附图1更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以各种形式实现本发明，而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
如图1，进口段（9），文丘里混合器（1）的渐缩段（2）、喉部（3）、渐扩段（4），引入管（6），连接法兰（5），静态混合器壳体（7）、叠片单元（8）、出口段（10）共同组成了一种增强型二氧化碳气水混合器；其中间形成的空腔形成了一种使二氧化碳与流体混合充分混合的增强型混合器的主流管道。
引入管(6)在入口段(9)的位置伸入文丘里混合器（1）的主流管道，并在到达入口段(9)的内径中心位置后，形成一个圆弧型倒角，沿顺流方向延伸，直至延伸到入口段(9)和渐缩段(2)的连接处截止。流体在该进口段（9）处的高压下（0.4-0.5 Mpa）快速通过主流管道，引入管（6）沿顺流方向延伸，这使得引入管（6）内形成负压，其中的二氧化碳气体在不需要外部施加压力的情况下便被吸入主流管道，完成气液混合。
渐扩段（4）终端管道内径、法兰（5）和该静态混合器壳体（7）的内径相同，减少气液混合物在增强型混合器内部的压力损失。
二氧化碳气体通过该引入管（6）进入该文丘里混合器，渐缩段(2)、喉部(3)和渐扩段(4)组合成两个相背连接的喇叭形状，使得二氧化碳气体和主流管道中的流体在该渐缩段(2)、该喉部(3)、该渐扩段(4)的湍流作用下气液混合，混合物进入该静态混合器的该叠片单元（8），与该叠片单元（8）相互碰撞作用，进一步促进气液混合，有利于气体溶解并发生化学反应。
主流管道中的流体与引入管(6)中的二氧化碳气体在入口段（9)和渐缩段(2)的连接处就开始了混合，增加了混合流体在增强型混合器中的流动距离，提高了混合流体的混合程度。
根据示例性实施例的说明，本领域技术人员可以理解，本发明的增强型混合器有效地解决了二氧化碳气体难溶于水,并且极易逸出的难题,通过增强型二氧化碳气水混合器可有效增大气水混合程度、提高二氧化碳在水中的溶解度、有效降低水体pH值。
以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说，许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释实施例的原理和实际应用，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的实施例。

Claims (3)

1.一种增强型二氧化碳气水混合器，其特征在于，包含依次相连接的文丘里混合器（1）、连接法兰（5）静态混合器；该文丘里混合器（1）依次包含入口段(9)、渐缩段(2)、喉部(3)、渐扩段(4)；该静态混合器包含壳体（7）、设置在该壳体（7）内的叠片单元（8）、出口段（10）；引入管(6)在该入口段(9)的位置伸入该文丘里混合器（1）主流管道，并在入口段(9)的内径中心位置形成一个圆弧型倒角，沿顺流方向延伸，直至入口段(9)和渐缩段(2)的连接处。
2.如权利要求1所述的一种增强型二氧化碳气水混合器，其特征在于，该渐扩段（4）终端的管道、法兰（5）和该静态混合器壳体（7）的内径均相同，使得气液混合物在增强型二氧化碳气水混合器内部的压力损失很小。
3.如权利要求1所述的一种增强型二氧化碳气水混合器，其特征在于，二氧化碳气体通过该引入管（6）进入该文丘里混合器，渐缩段(2)、喉部(3)和渐扩段(4)组合成两个相背连接的喇叭形状，使得二氧化碳气体和主流管道中的流体在该渐缩段(2)、该喉部(3)、该渐扩段(4)的湍流作用下气液混合，混合物进入该静态混合器的该叠片单元（8），与该叠片单元（8）相互碰撞与切割作用，进一步促进气液混合，有利于气体溶解并发生反应。
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