När naturlig blandning inte är tillräcklig
När gasströmmar förs samman i en process behövs inte alltid en särskild mixer. Om rörsträckan efter sammanföringen är tillräckligt lång kan gaserna i många fall blandas tillräckligt väl genom den naturliga omblandningen i flödet. I vissa processer finns däremot inte de förutsättningarna. Begränsat utrymme och korta rörsträckor kan göra att gaserna inte hinner blandas tillräckligt. Även stora skillnader i exempelvis gasernas densitet kan göra blandningen mer krävande. Då kan en statisk mixer, även kallad in-line-mixer eller statisk blandare, användas för att skapa den omblandning som processen kräver.
För HYBRIT fick Relitor i uppdrag att analysera två statiska gasmixrar för blandning av olika gasflöden. Målet var att säkerställa en god blandning samtidigt som tryckfallet hölls inom processens krav.
CFD som stöd i konstruktionen
Med hjälp av CFD-beräkningar analyserade Relitor hur gaserna blandades genom mixrarna. Totalt undersöktes sex driftfall med varierande gaskomposition, flöde och tryck. Beräkningarna gjorde det möjligt att utvärdera både blandningsresultat och tryckfall innan konstruktionen färdigställdes. På så sätt kunde utformningen av de statiska mixrarna verifieras mot processens krav.
God blandning med lågt tryckfall
Beräkningarna visade en blandningsgrad på cirka 96–98 procent för de analyserade komponenterna och driftfallen. Samtidigt låg det beräknade tryckfallet mellan 9 och 35 mbar, alltså tydligt under det specificerade maximala tryckfallet på 100 mbar. Resultaten visade därmed att mixrarna kunde ge den önskade gasblandningen utan att skapa ett onödigt stort tryckfall i processen.
Anpassad konstruktion efter processen
När en statisk mixer behövs är det viktigt att den utformas efter den aktuella processen. Rördimensioner, flöden, tillgänglig rörsträcka och utrymmet i anläggningen påverkar vilka förutsättningar som finns.
Med CFD kan blandningsfunktionen kontrolleras samtidigt som mixerns utformning och längd anpassas efter behov. Det ger möjlighet att hitta en konstruktion som uppfyller processkraven utan att göra mixern onödigt lång eller komplicerad att tillverka.
Relitors bidrag
- Konstruktion och analys av statiska mixers
- CFD-beräkningar för sex olika driftfall
- Verifiering av blandningsgrad och tryckfall
- Anpassning av mixerutformningen efter processens förutsättningar
- Tekniskt underlag för konstruktion och tillverkning
