
靜態混合器_(NXPowerLite)
1、概念
靜態混合器是一種新型先進的化工單元設備,自70年代開始應用后,迅速在國內外各個領域得到推廣應用。眾所周知,對于二股流體的混合,一般用攪拌的方法。這是一種動態的混合設備,設備中有運動部件。而靜態混合器內主要構件靜態混合單元在混合過程中自身并不運動,而是憑借流體本身的能量并借助靜態混合單元的作用使流體得到分散混合,設備內無一運動部件。
2、流體的混合機理
對于層流和湍流等不同的場合,靜態混合器內流體混合的機理差別很大。層流時是“分割---位置移動---重新匯合”的三要素對流體進行有規則的反復作用,從而達到混合;湍流時,除以上三要素外,由于流體在流動的斷面方向產生劇烈的渦流,有很強的剪切力作用于流體,使流體的細微部分進一步被分割而混合。
3、靜態混合器的混合形態
靜態混合器在基本工藝流程中的組合方法見下圖所示的兩種類型。在實際應用中往往將多種基本流程組合在一起使用。兩種液體匯合部位的結構,應根據液體的粘度、密度、混合比、互溶性等來確定。尤其當兩種液體一接觸就反應或凝膠而相變時,更要注意匯合部位的結構、流速以及混合器的選擇。
3.1層流的混合
經靜態混合器混合后的流體的混合形態,與經具有傳動部件的混合機或攪拌機混合的混合形態有明顯的差別。圖二表示采用靜態混合器混合兩種流體是產生的典型層流混合狀態。混合狀態由條帶狀變為連續的或不連續的線狀及粒子狀,而狀態的變化取決于流體混合時的雷諾數和韋伯數。例如:當流速、粘度、混合器直徑一定時,如果流體間表面張力大,流體的混合形態則從條帶狀轉向線狀,進而變化到粒子狀。
混合器單元數、管徑和流速的選定
混合器的單元數和直徑隨流體的性質(粘度、互溶性、密度)、混合比、希望達到的混合狀態、接觸面上液體的結構變化等而不同,可通過試驗和經驗來確定。通?;诶字Z數并
經試驗確定混合器的放大倍數。但當雷諾數Re<100(嚴格地說在1以下)時,混合程度、混合狀態與雷諾數無關,只取決于混合器的單元數。因此,只要混合統一流體,不論其流速和混合器直徑多大,經試驗確定的單元數都適用。混合器管內流速越大,混合效果越好。但流速太大,壓力損失增加,提高了加壓泵的揚程,能耗多。因此選定流速有一個較優的范圍。
3.2湍流混合
適合于湍流混合的靜態混合器采用的是扭曲葉片的形式。其理由是,隨著流速的增大,在流動的斷面方向會產生很多激烈的渦流和很強的剪切力。由于這種強大的剪切力的存在,故可有效地發生氣液、液液、固液等的分散及液液、固液的溶解。
除扭曲葉片的形式外,其它形式的靜態混合器也可以進行湍流混合,但其供給流體的能量大多消耗于流體與壁面的摩擦,用于流體之間的摩擦很少。所以,從耗能的角度來看,這些結構劣于扭曲葉片的形式的混合器。
4、分類
5、靜態混合器具有以下特點:
混合性能好,效率高,易實現連續化生產,降低勞動強度,提高生產效率;②操作彈性大,操作穩定;
③放大效應小,放大容易;靜態混合器型號、規格多,適用范圍廣;
④結構簡單,設備體積小,占地面積小,不易損壞,設備費用低;
⑤能耗低,操作費用小。
混合反應技術
原則上,靜態混合器在不使用機械攪拌單元的情況下就能實現混合。運動部分僅限于被混合的各種物料組分。
產品混合所需要的能源直接來自流體本身,固定的混合單元能連續地對流體進行分切、擴散和重新分配。混合所需要的動能來自泵裝置。
實際上,靜態混合器具有體積小、維護方便、安裝簡單、可拆卸和可靠性高等特點。
所有傳質行業的連續工藝都采用混合和反應技術。
6、應用領域
靜態混合器的發展始于70年代初,在化工、石油、化纖、油脂、食品和環境保護等領域逐步得到應用,而且在作為化工單元操作的交辦、萃取、氣體吸收、反應、熱交換、溶解、分散、粉粒料的混合等方面迅速發展,進而使有效利用這種特點的應用機械和應用系統的開發不斷地取得可喜的成果。
7、水處理領域
在水處理領域,混合和接觸是最為重要的單元操作,它會對各個處理階段的效果產生根本性的影響,甚至會影響到整個處理工藝的最終結果。對水質要求的提高導致不斷地改進凈化工藝。這是的在線靜態混合器在本領域的使用(用來進行混合和接觸操作)得到明顯增加。
用于混合和接觸操作的靜態混合器安裝在工藝物流的管線中。相關的管道或管路可以是圓形、方形或長方形。不同設計和不同物料使用不同的混合器,從而更好的滿足各種工藝要求。