静态混合器的作用原理及应用实例.doc

静态混合器的作用原理及应用实例2006年2月电大理工DiandaLigong第1期总第226期静态混合器的作用原理及应用实例齐辉沈阳广播电视大学(沈阳110003)摘要静态混合器具有无需机械搅拌,可连续生产,无污染,占地面积小,投资成本低等优点,被广泛应用-I-ff,传热,萃取,吸收,乳化等4E_r-单元操作中.本文就静态混合器的作用原理和在国际,国内的应用实例做以简单介绍.关冀词静态混合器作用原理应用实例上个世纪60年代末期,由荷兰人首先提出了一种新型化工单元设备静态混合器.静态混合器是一种借助流体管路的不同结构,得以在很宽的雷诺数范围内进行流体的混合,而又没有机械或可动部件的流体结构件.自静态混合器问世以来,得到了高速发展,科学家对它进行了大量的开发和研究工作,到目前为止,全世界有约六十多种静态混合器在化工,制药,食品,环保等生产领域被应用.1静态混合器原理简介现有的混合器中,混合元件虽形状各异,种类繁多,却很多都是大同小异,归纳起来大致分两大类:一类是由扭旋叶片构成,以SK型为代表,还有如Hi型,岛崎管道静态混合器等;二是由波纹片,窄板条等成空间交错排列而成,以SMV型为代表,有SMX型,有SMXL型,BKM型等静态混合器.下面以SK型和SV型为例分别讲述其工作原理.1.1SK型静态混合器流体在自身动能的作用下进入交错排列着螺旋元件的管道,在流动中流体被迫产生切割,扭曲,分离和混合.在这里,分流作用方式和径向混合作用方式同时进行,表现出近似平均活塞流型的流动特征.对两种混合方式分别加以分析.(1)分流作用方式流体流经一个扭旋叶片时,被叶片分割成两部分,从叶片的两侧流入.当流经下一个叶片时,再一次被切割.显然,流体流经n个扭旋叶片,被切割,1次,切割的层数为:s=2(1)切割后每一层的厚度为:d=DI2(2)(2)径向混合作用方式流体在静态混合器混合管内沿管壁向前移动的同时,被迫沿扭旋叶片产生旋转运动,其旋转轴心为管中心.除此之外,流体还有一种自身旋转运动,即绕半圆形截面的水力学中心作环行旋转.而且专家们研究发现,流体的这种自旋转方向正好同扭旋叶片的扭旋方向相反.正是这种自旋转,使管内任一处的流体在向前移动的同时,不断沿该处的半径方向向管壁移动,实现径向混合.由于相连的叶片之间错开900夹角,且扭旋方向发生改变,使流体在流入下个扭旋叶片时被迫发生翻动,湍动程度增加,加强了混合管的径向混合作用.1.2SV型静态混合器SV型静态混合器每一个混合单元是由一组平面斜角为45.的波纹片交错重叠组成.它对流体主要有切割作用和分散混合作用.流体流入每一个单元,入口处的波纹片都对流体产生切割,a个波纹片将流体分割成a+l层,流入下一混合单元时,波纹片互相错开90.,流体再一次被切割.显然,流经,1个混合元件后,流体被分割成份.(口+1)(3)当a,l较大时,是一个非常大的数,所以,SV型混合器能将流体切割成很多微小的液滴.流体在每一个混合单元内沿波纹片的沟槽流动,重叠的波纹片间沟槽错开为90.,沟槽交叉处可视为一混合小池.流体在混合小池内实现混合后,分散成两股沿沟槽分别流入下一个混合小池,同另一股流体进行混合,再分散流入下一个小池,反复不断以实现流体的分散混合.而且相邻单元波纹片所在平面交叉成90.,使流体在流动中流动平面发生变化,形成空间三维流动,使流体能更好实现混合.2静态混合器的实际应用由于静态混合器有许多独到的优点,现在许多工厂,实验室在进行混合,传热,萃取,吸收,乳电大理工总第226期化等单元操作时大胆使用静态混合器替代原有设备,都取得理想效果.下边介绍几则实例.广东茂名石油公司炼油厂在进行923油产沥青同减四抽出油混合器时,采用凯尼斯型静态混合器代替低温往复泵,不仅混合效果良好,而且降低成本,减少能耗,没有污染.上海化工研究院在用水冷却热空气时,使用SV.5/80型静态混合器对传热进行强化.测定结果表明,在1.7m/s4.4m/s的流速范围内,混合器的传热系数是空管的78倍,大大提高了传热效率.镇海石化总厂用传统的填料式萃取塔和筛板式萃取塔用水从C烃中萃取甲烷,传质强度低,萃取级效率也不理想.后来采用SV型静态混合器取代传统设备,使传质强度提高500倍以上,萃取级效率接近l,进料C4烃中甲烷含量400600ppm经一级萃取后即可达到要求(小于30ppm).日本东丽人造丝公司使用dg=20ml/l的Hi型混合器代替曝气槽内吹送空气的喷头,在压力为l1.4kgf/cm.,流速为1.322.38m/s时,使溶存氧和氧的吸收效率都大大提高,并且降低能耗达50%.厦门鱼肝油厂原来使用均化器制备鱼肝油,后同上海化工研究院一起研究使用SV-2.3/20型静态混合器替代传统设备.在u-0.87m/s时用4096鱼肝油,0.9%西胶,55.5%的蒸馏水,1.2%乳化剂混合配制鱼肝油,生产能力由原来200kgna,提高到800l000kgna,压降由300kgf/cm下降到123kgf/cm,设备成本由2万元降到l万元.南京化工厂二氯苯氯化需要230.c,120130kgf/cm.高压条件下进行,采用SV-2.3/20型静态混合器做高压管道反应器,不仅降低成本,而且由混合元件使氨水和二氯苯得以良好的混合,保证反应正常进行.由于静态混合器的优点和在生产中的广泛运用,许多科学家对静态混合器的研究和开发做了大量工作,取得了很多经验性的结论,但目前静态混合器管内流体阻力降的计算式和传热效率都缺乏理论依据.因此,如何建立管内流体流动模型,从理论上导出流动阻力降和传热效率的计算式正是目前许多学者探索的方向.|-考文献【1S.J,Chen.PressureDropintheStaticMixerUnit:38(1996)【2】叶培德.静态混合器.广州化工.1987(1).【3】朱慎林.螺旋型静态混合器的试验及应用.石油化工设备.1986(7).(上接第26页)使得计算机在启动时不检测F4,F8的请求,从而限制了客户不能中断DOS的引导过程.以下是一个工作站的config.sys和autoexec.bat的配置案例如下:Config.sys的配置:DEVICE=himem.sysDEVICE=EMM386.EXENoEMSX=DO00.DfF,为各种板卡保留内存地址空间,如大屏,电话卡等devicehigh=break.sys/c/屏蔽F5,F8BREAK=OFFSW兀HES=/F/Ndos=umb,highlastdrive=Zfiles-40buffers=20FCBS-4,0Autoexec.batLHCTRLC.EXE/屏蔽rRI,+C或CTRL+BREAK,用户按这些键将导致死机!LHLSL.EXELHElO0BoDILHIPXoDILHVLMF:LOGINlong/直接登录乾隆用户网络软件系统的版本其自身的安全等级.对于NetWare早期的版本存在一些安全漏洞,需要一些补丁程序加以修补.而NETWARE4.11达到了C2级安全标准,基本满足局域网安全要求.另外NetWare4.11缺省状态下开启了Bindery仿真方式(是为了与原有的3.x客户软件,应用兼容),入侵者仍有可能利用Bindery管理的弱点来攻击网络,因此,将客户端的软件升级到4.1l的NDS