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admin 发表于:2015-12-10 15:10:42  Post IP:120.192.230.75 | 只看该作者 查看该作者主题 楼主 



1 应用范围和类型

1.0.1 应用范围
静态混合器应用于液-液、液-气、液-固、气-气的混合、乳化、中和、吸收、萃取反应和强化传热等工艺过程,可以在很宽的流体粘度范围(约106mPa·s)以内,在不同的流型(层流、过渡流、湍流、完全湍流)状态下应用,既可间歇操作,也可连续操作,且容易直接放大。以下分类简述。

1.0.1.1 液-液混合:从层流至湍流或粘度比大到1:106mPa·s的流体都能达到良好混合,分散液滴最小直径可达到1~2μm,且大小分布均匀。

1.0.1.2 液-气混合:液-气两相组份可以造成相界面的连续更新和充分接触,从而可以代替鼓泡塔或部分筛板塔。

1.0.1.3 液-固混合:少量固体颗粒或粉未(固体占液体体积的5%左右)与液体在湍流条件下,强制固体颗粒或粉未充分分散,达到液体的萃取或脱色作用。

1.0.1.4 气-气混合:冷、热气体掺混,不同组份气体的混合。

1.0.1.5 强化传热:静态混合器的给热系数与空管相比,对于给热系数很小的热气体冷却或冷气体加热,气体的给热系数提高8倍;对于粘性流体加热提高5倍;对于大量不凝性气体存在下的冷凝提高到8.5倍;对于高分子熔融体可以减少管截面上熔融体的温度和粘度梯度。

1.0.2 静态混合器类型和结构

1.0.2.1 本规定以SV型、SX型、SL型、SH型和SK型(注①)五种类型的静态混合器系列产品为例编制。

1.0.2.2 由于混合单元内件结构各有不同,应用场合和效果亦各有差异,选用时应根据不同应用场合和技术要求进行选择。

1.0.2.3 五种类型静态混合器产品用途和性能比较见表1.0.2-1和表1.0.2-2,结构示意图见图1.0.2。静态混合器由外壳、混合单元内件和连接法兰三部分组成。

 


五类静态混合器产品用途表 表1.0.2-1  
型 号 产  品  用  途  
SV 适用于粘度≤102mPa·s的液-液、液-气、气-气的混合、乳化、反应、吸收、萃取强化传热过程
dh(注)≤3.5,适用于清洁介质
dh≥5,应用介质可伴有少量非粘结性杂质
 
SX 适用于粘度≤104mPa·s的中高粘液-液混合,反应吸收过程或生产高聚物流体的混合,反应过程,处理量较大时使用效果更佳  
SL 适用于化工、石油、油脂等行业,粘度≤106mPa·s或伴有高聚物流体的混合,同时进行传热、混合和传热反应的热交换器,加热或冷却粘性产品等单元操作  
SH 适用于精细化工、塑料、合成纤维、矿冶等部门的混合、乳化、配色、注塑纺丝、传热等过程。对流量小、混合要求高的中、高粘度(≤104mPa·s)的清洁介质尤为适合  
SK 适用于化工、石油、炼油、精细化工、塑料挤出、环保、矿冶等部门的中、高粘度(≤106mPa·s)流体或液-固混合、反应、萃取吸收、塑料配色、挤出、传热等过程。对小流量并伴有杂质的粘性介质尤为适用  
   
五类静态混合器产品性能比较表 表1.0.2-2
内  容 SV型 SX型 SL型 SH型 SK型 空管
分散、混合效果(注③)(强化倍数) 8.7~15.2 6.0~14.3 2.1~6.9 4.7~11.9 26~7.5 1
适用介质情况(粘度mPa·s) 清洁流体≤102 可伴杂质的流体≤104 可伴杂质的流体≤106 清洁流体≤102 可伴杂质的流体≤106
压力降比较 (△P倍数)  
层流状态压力降(△P倍数) 18.6~23.5(注④) 11.6 1.85 8.14 1
完全湍流压力降(△P倍数) 2.43~4.47 11.1 2.07 8.66 1
 
注:
①五种类型的静态混合器是按行业标准《静态混合器》(JB/T7660一95)的规定来分类和选型。
②dh—单元水力直径,mm。
③比较条件是相同介质、长度(混合设备)、规格相同或相近,不考虑压力降的情况下,流速取0.15m/s~0.6m/s时与空管比较的强化倍数。
④18.6倍是指dh≥5时的ΔP,23.5倍是指dh<5时的ΔP。
2 主要技术参数的确定

2.0.1 流型选择

根据流体物性、混合要求来确定流体流型。流型受表观的空管内径流速控制。

2.0.1.1 对于中、高粘度流体的混合、传热、慢化学反应,适宜于层流条件操作,流体流速控制在0.1~0.3 m/s。

2.0.1.2 对于低、中粘度流体的混合、萃取、中和、传热、中速反应,适宜于过渡流或湍流条件下工作,流体流速控制在0.3~0.8m/s。

2.0.1.3 对于低粘度难混合流体的混合、乳化、快速反应、预反应等过程,适宜于湍流条件下工作,流体流速控制在0.8~1.2m/s。

2.1.1.4 对于气-气、液-气的混合、萃取吸收、强化传热过程,控制气体流速在1.2~14 m/s的完全湍流条件下工作。


2.0.2 静态混合器混合效果与长度的关系

静态混合器长度的确定:一是由工艺本身的要求,二是通过基础实验和实际应用经验来确定注①。

2.0.2.1 湍流条件下,混合效果与混合器长度无关,也就是在给定混合器长度后再增加长度,其混合效果不会有明显的变化。推荐长度与管径之比L/D=7~10(SK型混合长度相当于L/D=10~15)。

2.0.2.2 过渡流条件下,推荐长度与管径之比L/D=10~15。

2.0.2.3 层流条件下,混合效果与混合器长度有关,一般推荐长度为L/D=10~30。

2.0.2.4 对于既要混合均匀,又要尽快分层的萃取过程,在控制流型情况下,混合器长度取L/D=7~10。

2.0.2.5 流体的连续相与分散相的体积百分比和粘度比关系,如果相差悬殊,混合效果与混合器长度有关,一般取上述推荐长度的上限(大值)。

2.0.2.6 对于乳化、传质、传热的过程,混合器长度应根据工艺要求另行确定。

注:①以上所列混合效果与混合器长度的关系是指液-液、液-气、液-固混合过程的数据,对于气-气混合过程,其混合比较容易,在完全湍流情况下L/D=2~5即可。

 

                   
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