【摘 要】
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气气混合应用在很多化工领域,对混合速度和均匀性都有很高的要求,混合不充分会严重影响反应过程,同时会带来一定的安全隐患。气体浓度分布是判断某空间位置是否具有爆炸危险性的前提,也是危险性分析的基础。本文以工业实际应用为背景,采用数值模拟的方法,研究了氧气混合器内气体浓度分布规律,并对氧气混合器进行了风险等级划分。主要工作和成果如下:本文以氧气混合器内气体为研究对象,得到了氧气混合器内气体浓度随时间和空
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气气混合应用在很多化工领域,对混合速度和均匀性都有很高的要求,混合不充分会严重影响反应过程,同时会带来一定的安全隐患。气体浓度分布是判断某空间位置是否具有爆炸危险性的前提,也是危险性分析的基础。本文以工业实际应用为背景,采用数值模拟的方法,研究了氧气混合器内气体浓度分布规律,并对氧气混合器进行了风险等级划分。主要工作和成果如下:本文以氧气混合器内气体为研究对象,得到了氧气混合器内气体浓度随时间和空间的变化规律。经过0.2s时已有少量氧气进入主管道,0.4s时所有射流小孔向主管道喷射氧气,4s时氧气混合器出口截面氧气均匀性达到最佳（0.91）且保持稳定;氧气浓度从100%降至约8%的过程中,孔径越大,需要的距离越长,孔径为6mm、5mm和4mm的射流小孔需要的距离分别约为44mm、27mm和16mm。循环气进口速度增大氧气混合均匀性反而变差,而氧气进口速度增大改善了氧气混合均匀性。循环气进口速度为7m/s、14m/s和21m/s时,出口截面氧气均匀性分别为0.95、0.91和0.88。氧气进口速度为4.35m/s、8.7m/s和13.05m/s时,出口截面氧气均匀性分别为0.88、0.91和0.94。正确选择两股进料气进口速度,可以防止回流现象发生,并获得快速均匀混合。小尺寸射流小孔比大尺寸更有利于氧气混合均匀。随着孔径的减小,出口截面氧气均匀性从0.88升高到0.91、0.93。不同直径的环管后风险区直线长度不同。大环上射流小孔中心位置风险区长度为43.1mm,中环为24.3mm,小环为11.4mm。本文对氧气混合器内气体浓度分布规律及危险性的研究,可为环氧乙烷生产工艺中进料气分析和重点风险区域监测提供定性和定量参考。
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