發明領域

本發明涉及一種可燃氣體和助燃氣體的混合設備，以及與其相關的其他設備和方法。

背景技術

可燃氣體和助燃氣體的混合氣體被用于多種反應過程。例如，已知通過將作為可燃氣體的烴類氣體例如甲烷與助燃氣體例如氧混合得到的混合氣體用于制造一氧化碳和氫的歧化反應。還已知通過將包括氫的可燃氣體與包括氧的載氣混合得到的混合氣體用于制造過氧化氫的氧化反應，并進一步用于用過氧化氫使烯烴環氧化的環氧化反應。

作為可燃氣體與助燃氣體的混合設備，例如，已知有具有向其提供可燃氣體和助燃氣體的混合容器的混合設備，其中混合容器填充有填料，以形成許多窄的氣體通道，并增加流動通過混合容器的氣體的流動速度(參見JP2009-29680A)。

發明內容

技術問題

當通過傳統的混合設備混合可燃氣體和助燃氣體時，存在著對混合過程中可能發生燃燒反應的擔心，并存在著燃燒反應蔓延的擔心。為了實現更為安全的混合，要求有即使發生燃燒反應也不擔心燃燒反應蔓延的混合設備。

問題的解決手段

在這種情況下，作為發明人對可燃氣體(或易燃性氣體)和助燃氣體(或幫助易燃性氣體燃燒的氣體)的混合設備加以勤勉思慮的結果，完成本發明如下。

在本發明的一個方面，提供了一種用于混合可燃氣體和助燃氣體的混合設備，所述混合設備包括：

管狀混合部，所述管狀混合部用于混合可燃氣體和助燃氣體；

可燃氣體供給口，所述可燃氣體供給口位于所述管狀混合部的一端處；

可燃氣體輸送裝置，所述可燃氣體輸送裝置用于將所述可燃氣體從所述可燃氣體供給口供給至所述管狀混合部內；

所述可燃氣體和所述助燃氣體的混合氣體的混合氣體出料口，所述混合氣體出料口位于所述管狀混合部的另一端處；和

助燃氣體供給管，所述助燃氣體供給管在所述管狀混合部的所述一端和所述另一端之間連接到所述管狀混合部，用于將所述助燃氣體從所述助燃氣體供給口供給至所述管狀混合部內；

其中所述可燃氣體輸送裝置能夠將在所述助燃氣體供給口處的所述可燃氣體的流動速度控制為不小于所述可燃氣體和所述助燃氣體的所述混合氣體的燃燒速度。

在上述混合設備的一個實施方案中，所述管狀混合部在所述助燃氣體供給口和所述混合氣體出料口之間具有選自由下列各項組成的組的至少一個混合構件：靜態混合器和分散性混合器。

在上述混合設備的另一個實施方案中，所述混合設備還包括：位于所述管狀混合部的所述一端和所述助燃氣體供給口之間的所述管狀混合部內的隔板，其中所述可燃氣體輸送裝置能夠將在所述助燃氣體供給口處由所述隔板導致的所述可燃氣體的旋流的流動速度控制為不小于所述可燃氣體和所述助燃氣體的所述混合氣體的燃燒速度。

在后一實施方案中，所述管狀混合部可以具有在所述助燃氣體供給口的位置和所述隔板的位置之間的漸縮部分，使得在所述助燃氣體供給口的所述位置處的所述管狀混合部的橫截面積小于在所述隔板的所述位置處的所述管狀混合部的橫截面積。

還在后一實施方案中，所述助燃氣體供給管可以插入至所述管狀混合部內；所述助燃氣體供給管的末端可以與所述管狀混合部同軸地彎曲；并且所述隔板可以連接到所述助燃氣體供給管的所述末端的外周。

備選地，在上述混合設備中，所述助燃氣體供給管可以在所述助燃氣體供給口處連接到所述管狀混合部的壁，并且可以包括在所述助燃氣體供給口處的多孔膜。

關于本發明的混合設備，可燃氣體可以包含氫，助燃氣體可以包含氧。可燃氣體可以進一步包含丙烯，和/或可以進一步包含惰性組分。

在本發明的另一個方面，提供了一種反應設備，所述反應設備包括：

上述的混合設備；和

反應器，所述反應器與所述混合設備的所述混合氣體出料口連接。

在上述反應設備的一個實施方案中，所述反應設備還包括：

控制閥，所述控制閥用于控制流動通過所述助燃氣體供給管的所述助燃氣體的流動速度；

測量儀器，所述測量儀器用于測量所述反應器中所述助燃氣體的濃度；和

控制器，所述控制器用于通過所述控制閥基于由所述測量儀器測量的所述反應器中的所述助燃氣體的所述濃度控制流動通過所述助燃氣體供給管的所述助燃氣體的所述流動速度。

在此實施方案中，所述控制器能夠通過所述控制閥控制流動通過所述助燃氣體供給管的所述助燃氣體的所述流動速度，以將所述反應器中所述助燃氣體的所述濃度維持在基本上恒定的水平。