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管式混合设备

　　(一)静态混合器

　　※结构原理

　　静态混合混合器是一种没有运动部件的高效混合设备，由混合管道与混合单元构成;流体流经 静态混合器时，混合单元不仅将中心液流推向周边，而且将周边流体推向中心，从而造成良好的径向混合效果达到流体之间良好分散和充分混合的目的，与搅拌器、胶体磨、均质器、文氏管等传统的混合设备相比，具有流程简单、结器是由管道及安装在其内部的混合单元组成的一种没有运动部件的简单高效静态混合设备。当二股或多股流体通过固定在管内的混合单元时，混合单元使其产生旋转、剪切、分散并不断改变流动方向，构紧凑、能耗小、投资少、操作弹性大、不用维修、混合性能好等优点。除了在石油炼油、化工行业被广泛应用外，在医药、食品、矿冶、塑料挤出和环保等部门也被广泛应用。凡涉及到液—液、液—气、液—固、气—气的混合、乳化、中和、吸收、萃取、反应和强化传热等过程，都可以替代传统的相关设备。

　　※ 制造标准及分类

　　我公司生产的静态混合器按 JB/T7660-95《静态混合器》标准设计、制造与检验。

　　静态混合器按其混合单元结构形式分为 SM-V 型、SM-K 型、SM-X 型、SM-L 型、SM-H型五大类。

　　1、SM-V 型混合单元是由一定规格的波纹板组装而成的圆柱体，相邻两组单元方位错位90 度安装。

　　2、SM-K 型混合单元由单孔道左、右扭转的螺旋片错位 90 度组焊而成。

　　3、SM-X 型混合单元由交叉的横条按一定规律构成许多 X 形单元。

　　4、SM-L 型混合单元由交叉的横条按一定规律构成许多 L 形单元。

　　5、SM-H 型混合单元由三孔道组成，孔道内放置螺旋片，单元之间设有流体分配，室相邻两组单元方位错位 90 度安装。

　　※ 应用范围

　　静态混合器可应用于液-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，可在很宽的粘度范围(可高到 10 6 MPas)内应用，可在不同的流型(层流、过渡流、湍流)状态下应用，可用于间歇操作，也可用于连续操作。下面先简单介绍不同应用情况的范围。

　　(1)液-液混合

　　从层流至湍流，粘度在 10 6 MPas 的范围内的流体都能达到良好的混合。分散液滴最小直径可达到 1～2μm，且大小分布均匀。

　　(2)液-气混合

　　静态混合器可以使液-气两相组分的相界面连续更新和充分接触，在一定条件下可代替鼓泡塔和筛板塔。

　　(3)液-固混合

　　当少量固体颗粒或粉末(固体占液体体积的 5%左右)和液体在湍流条件下混合，使用静态混合器，可强制固体颗粒或粉末充分分散，能达到使液体萃取或脱色的要求。

　　(4)气-气混合

　　可用于冷、热气体的混合，不同气体组分的混合。

　　(5)强化传热

　　由于静态混合器提供了很好的流体接触面，增大了流体的接触面积，即提高了给热系数，一般来说对气体的冷却或加热，如果使用静态混合器，气体的给热系数可提高 5-8 倍;对于粘性液体的加热，给热系数可提高 3-5 倍;对于有大量不凝性气体存在的气体冷凝时，给热系数可提高 8.5 倍;对于高分子熔融体的换热可以减少管截面上熔体的温度和粘度梯度。

　　※ 流体的流型选择

　　对于中、高粘度流体的混合、传热、比较慢的化学反应的情况下使用静态混合器，适合按层流条件操作，流速控制在 0.1～0.3m/s。

　　对于低、中粘度流体的混合、萃取、中和、传热、中速反应的情况下使用静态混合器，适合按过渡流或湍流条件操作，流体流速控制在 0.3～0.8m/s。

　　对于低粘度又比较难混合时的流体的混合、乳化、快速反应、预反应等过程的情况下使用静态混合器,适合按湍流条件操作,流体流速控制在 0.8～1.2m/s。

　　对于气-气、液-气的混合、萃取、吸收、强化传热过程的情况下使用静态混合器，适合按完全湍流条件操作，流体流速控制在 1.2～14m/s。

　　※ 混合器的混合单元长度的选择

　　对气-气混合过程，其混合比较容易，在完全湍流的情况下静态混合器的长度与管径的比 L/D=2～5。

　　对液-液、液-气、液-固混合过程要根据流型不同采用不同的长度与管径之比。

　　在湍流条件下混合效果与混合器长度无关。推荐的长度与管径的比L/D=7～10(SM-K型取L/D=10～15)。

　　在过渡流条件下，行业推荐的长度与管径的比 L/D=10～15。

　　在层流条件下，混合效果与混合器长度有关，推荐的长度与管径的比 L/D=10～30。

　　对于既要混合均匀又要很快分层的萃取过程，在控制流型情况下，推荐的长度与管径的比L/D=7～10。

　　※ 静态混合器的压力降计算

　　静态混合器使用在管路中，它所产生的压力降并不大,正常流率下压力降 △ P≤0.05MPa。

　　使用静态混合器的系统压力比较高时，可忽略静态混合器产生的压力降。如果使用静态混合器的系统压力比较低时，就要校核静态混合器的压力降。静态混合器的压力降计算方法因混合器的型号不同而不同。

　　有关计算请与我公司技术部联系,我公司专业工程师提供详细的计算说明书。

　　※ 静态混合器的选型

型 号 结构特点、技术性能及产品用途
1、SM-V 型 静态混合器   结构特点：SM-V 型混合单元是由一定规格的波纹板组装而成的圆柱体，相邻两组单元方位错位90度安装。
  技术性能：正常流率的80%-110%时能充分混合，最高分散程度1～2μm，液-液相、液-固相混合不均匀度系数δ√X ≤1～5％，正常流率下压力降△P≤0.05MPa
  适用于粘度≤10 2 mPa·S 的液—液，液—气，液—固，气—气的混合、乳化、中和、吸收、萃取、反应和强化传热等过程。其中混合单元水力直径 dh≤3.5适用于清洁介质，水力直径 dh≥5可用于伴有少量杂质的非粘性质。
  典型应用 ：汽油、柴油、油品调和、盐水中和、酸喊中和、煤气混合
2、SM-K 型 静态混合器   结构特点：SM-K 型混合单元是由单孔道左、右扭转的螺旋片错位90度组焊而成。
  技术性能：正常流率的80%-110%时能充分混合，最高分散程度10μm,液-液相、液-固相混合不均匀度系数δ√X ≤1～5％，正常流率下压力降△P≤0.05MPa
适用于粘度≤10 6 mPa·S 的中高粘度液—液、液—固的混合、吸收、萃取、反应、塑料挤出和强化传热等过程。对小流量并伴有少量杂质的非粘性介质。
  典型应用 ：化工、石油、制药、食品、精细化工、塑料环保、合成纤维、注塑、配色、造纸、桨氯混合、溶剂脱沥青、酸碱中和、沥青调油品调和、工业萘脱酚、液态烃脱硫醇、高分子材料混合、配色、传热。
3、SM-X 型 静态混合器   结构特点：SM-X 型混合单元是由交叉的横条按一定规律构成许多 X 型单元。
  技术性能：正常流率的80%-110%时能充分混合，最高分散程度10μm,液-液相、液-
固相混合不均匀度系数δ√X ≤1～5％，正常流率下压力降△P≤0.05MPa
适用于粘度≤10 4 mPa·S 的中高粘度液—液混合，反应吸收过程或生产高聚物流体的混合、反应过程。处理流量较大时使用效果更佳。
  典型应用 ：高聚物混合 轻质酮苯脱蜡油 纸桨氯化漂白 原油注碱流程
4、SM-L 型 静态混合器   结构特点：SM--L 型混合单元是由交叉的横条按一定规律构成许多 L 型单元。
  技术性能：正常流率的80%-110%时能充分混合，最高分散程度10μm,液-液相、液-固相混合不均匀度系数δ√X ≤1～5％，正常流率下压力降△P≤0.05MPa适用于石油、化工、油脂等行业，粘度≤10 6 mPa·S 或伴有高聚物流体的混合，同时进行传热、混合和反应的热交换器，加热或冷却粘性产品等单元操作。
  典型应用：污水处理 高聚合物混合 传热反应 热交换器
5、SM-H 型 静态混合器   结构特点：SM-H 型混合单元是由三孔道组成，孔道内放置螺旋片，单元之间设有流体分配，室相邻两组单元方位错位90度安装.
  技术性能：正常流率的80%-110%时能充分混合，最高分散程度1～2μm，液-液相、液-固相混合不均匀度系数δ√X ≤1～5％，正常流率下压力降△P≤0.05MPa.
适用于精细化工、塑料、合成化纤、矿冶等行业的混合、乳化、配色、注塑、纺丝、传热等过程，对流量较小及混合要求高的中高粘度（≤104mPa·S）的清洁介质尤为适合。
  典型应用：丙烯酰胺混合、高分子材料混合、配色、传热

　　※ 静态混合器制造的材料选择

　　根据不同的工艺要求、物料的化学性能及材料的耐腐蚀性能来选择制造材料，我公司根据客户需要可提供各种材料制造的静态混合器。

　　1、各种金属材料

　　碳钢、不锈钢、铝材、钛材、哈氏合金、锆材、英科乃尔等。

　　2、非金属材料

　　如：聚丙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、玻璃钢、有机玻璃等。

　　3、复合衬里材料

　　碳钢或不锈钢内衬聚四氟乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、橡胶、搪瓷(衬玻璃)等。

 

　　◆ 不锈钢、哈氏合金(C-276)、锆材静态混合器

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　　◆ 塑料静态混合器

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　　◆衬塑(PTFE、PP、PVC、PO、PE 等)、橡胶、搪瓷静态混合混合器

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