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攪拌設(shè)備的用途、分類

[2011/11/4]

　　在選擇攪拌容器時(shí)，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模(即物料處理量)、攪拌操作目的和物料特性確定攪拌容器的形狀和尺寸，在確定攪拌容器的容積時(shí)應(yīng)合理選擇裝料系數(shù)，盡量提高設(shè)備的利用率。如果沒(méi)有特殊需要，釜體一般宜選用最常用的立式圓筒形容器，并選擇適宜的筒體高徑比(或容器裝液高徑比)。若有傳熱要求，則釜體外須設(shè)置夾套結(jié)構(gòu)。夾套種類有整體夾套、螺旋擋板夾套、半管夾套、蜂窩夾套，傳熱效果依次提高但制造成本也相應(yīng)增加。

　　當(dāng)攪拌釜臥式放置時(shí)，大多進(jìn)行半釜操作。因此臥式釜與立式釜相比有更多的氣-液接觸面積，因而臥式釜常用于氣-液傳質(zhì)過(guò)程，如氣-液吸收或從高粘度液體中脫除少量易揮發(fā)物質(zhì)，另一方面，臥式釜的料層較淺，有利于攪拌器將粉末攪動(dòng)，并可借攪拌器的高速回轉(zhuǎn)使粉體拋揚(yáng)起來(lái)，使粉體在瞬間失重狀態(tài)下進(jìn)行混合。

　　攪拌容器的材料要滿足生產(chǎn)工藝的要求，例如耐壓、耐溫、耐介質(zhì)腐蝕，以及保證產(chǎn)品清潔等。由于材料的不同，攪拌容器的制造工藝、結(jié)構(gòu)也有所不同，因此可分為鋼制攪拌設(shè)備、搪玻璃攪拌設(shè)備和帶襯里的攪拌設(shè)備等。裝襯里的目的是為了耐蝕或保護(hù)產(chǎn)品的清潔，襯里的種類很多，主要有不銹鋼、鋁、鈦、鉛、鎳、鋯、耐酸瓷磚、輝綠巖板、橡膠等。

　　攪拌設(shè)備一般由容器部分、傳動(dòng)裝置、換熱設(shè)備、攪拌裝置、軸封裝置組成。在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用范圍很廣，尤其是化學(xué)工業(yè)中，很多的化工生產(chǎn)都或多或少地應(yīng)用著攪拌操作。攪拌設(shè)備在很多場(chǎng)合是作為反應(yīng)器來(lái)應(yīng)用的。例如在三大合成材料的生產(chǎn)中，以攪拌設(shè)備作為反應(yīng)器的約占反應(yīng)器總數(shù)的90%。

　　一、攪拌設(shè)備的用途及分類：

　　1、用途：

　　在水處理工藝中，攪拌設(shè)備主要用于藥劑的溶解、稀釋、混合反應(yīng)和投加混凝劑或助凝劑。

　　2、分類：

　　(1)按攪拌功能分：混合攪拌設(shè)備、攪動(dòng)設(shè)備、懸浮攪拌設(shè)備、分散攪拌設(shè)備等。

　　(2)按攪拌方式分：機(jī)械攪拌設(shè)備、水力攪拌設(shè)備、氣體攪拌設(shè)備、磁力攪拌設(shè)備等

　　(3)按攪拌目的分：溶藥攪拌設(shè)備、混合攪拌設(shè)備、絮凝攪拌設(shè)備、澄清攪拌設(shè)備、消化池?cái)嚢柙O(shè)備和水下攪拌設(shè)備等。

　　(4)按液體的循環(huán)流動(dòng)形式分：軸向流和徑向流攪拌器兩類。

　　3、攪拌設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)和工作原理：

　　基本結(jié)構(gòu)：

　　主要由攪拌器、傳動(dòng)裝置及攪拌軸系三大部分組成。

　　(1)攪拌器主要由攪拌槳(或葉輪)和附屬構(gòu)件組成;

　　(2)傳動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)以及支架等組成;

　　(3)攪拌軸系由攪拌軸、軸承和聯(lián)軸器等組成。

　　工作原理：

　　水處理工藝對(duì)攪拌的要求可分為混合、攪動(dòng)、懸浮、分散四種。

　　(1)混合是通過(guò)攪拌作用，使與水的比重、粘度不同的物質(zhì)在水中混合均勻;

　　(2)攪動(dòng)是通過(guò)攪拌使混合液強(qiáng)烈流動(dòng)，以提高傳熱、傳質(zhì)的速率;

　　(3)懸浮是通過(guò)攪拌作用，使原來(lái)靜止在水體中可沉降的固體顆；蛞旱螒腋≡谒w中;

　　(4)分散是通過(guò)攪拌作用，使氣體、液體或固體分散在水體中，增大不同物相的接觸面積，加快傳熱和傳質(zhì)過(guò)程。一言以蔽之，實(shí)現(xiàn)攪拌的目的是通過(guò)能量的傳遞。

　　4、攪拌器的形式與結(jié)構(gòu)：

　　槳式攪拌器：平槳、折葉槳槳式攪拌器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,其槳葉一般用扁鋼制造的，強(qiáng)度不夠時(shí)需加肋，單面加肋效果好。

　　(1)分類：平直葉槳式攪拌器和折葉槳式攪拌器

　　(2)特點(diǎn)：轉(zhuǎn)速低，對(duì)粘度較敏感，槳葉不宜過(guò)長(zhǎng)。

　　(3)應(yīng)用：適用于介質(zhì)粘度低的液體。主要用于藥劑溶解和混合。

　　推進(jìn)式攪拌器：一般用鑄鐵、鑄鋼整體鑄造而成，有時(shí)也采用焊接。

　　(1)特點(diǎn)：以容積循環(huán)為主，循環(huán)速率高，剪切作用小，上下翻騰效果好。

　　(2)應(yīng)用：藥劑溶解和懸浮操作。www.yxhhj.com

　　渦輪式攪拌器:

　　(1)分類：開(kāi)啟式和圓盤(pán)式兩類，槳葉有平直葉、彎葉和折葉

　　(2)特點(diǎn)：可使液體均勻地由垂直方向的運(yùn)動(dòng)改變成水平方向的運(yùn)動(dòng)，自渦輪流出的高速液流沿切線方向散開(kāi)，從而在整個(gè)液體內(nèi)得到劇烈攪動(dòng)。

　　(3)應(yīng)用：攪拌器廣泛用于快速溶解和進(jìn)行乳化操作

　　其它型式攪拌器其它類型的攪拌器還有框式、錨式、螺桿式、螺帶式等，在此不做贅述。

　　5、攪拌器附件：

　　攪拌器的附件主要有擋板或?qū)Я魍病Ｆ湓O(shè)置原因是攪拌器轉(zhuǎn)速高時(shí)易產(chǎn)生漩渦流，影響攪拌效果，劇烈打旋的液體結(jié)合漩渦作用,對(duì)攪拌軸產(chǎn)生沖擊作用，從而影響攪拌器的使用壽命。

　　6、傳動(dòng)裝置：

　　作用：

　　提供能量2.5.2組成：主要由電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)和機(jī)架組成：

　　(1)電動(dòng)機(jī)

　　(2)減速機(jī)：

　　立式減速機(jī)：

　　主要有：三角皮帶減速機(jī)、兩級(jí)齒輪減速機(jī)、擺線針輪減速機(jī)和諧波減速機(jī)四種。在水處理工藝中，通常采用擺線針輪減速機(jī)。它的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、效率高、減速比大、壽命長(zhǎng)、故障少、過(guò)載能力強(qiáng)、耐沖擊。特別適用于起動(dòng)頻繁和正反轉(zhuǎn)兼有的場(chǎng)合。

　　7、攪拌軸：

　　(1)功能：主要是用來(lái)固定攪拌器，并從減速裝置的輸出軸取得動(dòng)力，在帶動(dòng)攪拌器轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，將功率傳遞給攪拌器以克服其旋轉(zhuǎn)時(shí)遇到的阻力偶矩而對(duì)流體作功。

　　(2)組成：攪拌軸主要分為軸頸(支承部分)、軸頭(安裝部件)、軸身(桿件部分)。

　　(3)軸端結(jié)構(gòu)分類：

　、偻咕壜(lián)軸器軸端結(jié)構(gòu)。

　、趭A殼式聯(lián)軸器軸端結(jié)構(gòu)。

　、弁七M(jìn)式攪拌器的軸端結(jié)構(gòu)聯(lián)軸器。

　　(1)作用：將兩個(gè)獨(dú)立的軸牢固地連在一起,以進(jìn)行傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和功率

　　(2)基本要求：最主要是應(yīng)確保兩根聯(lián)接軸的同心,有時(shí)還應(yīng)具有一定的減少震動(dòng)緩和沖擊的能力。

　　(3)結(jié)構(gòu)形式：

　　①凸緣聯(lián)軸器

　、趭A殼聯(lián)軸器

　、厶淄猜(lián)軸器

　、軓椥匀χN聯(lián)軸器

　　8、軸承：

　　(1)作用：為攪拌軸設(shè)置的支承

　　(2)分類：

　　①按承載方式：

　　向心軸承(主要承載徑向荷載)

　　推力軸承(主要承載軸向荷載)

　　向心推力軸承(徑向、軸向荷載)

　、诎摧S承工作時(shí)的摩擦性質(zhì)。

　　9、水處理工藝中常用的機(jī)械攪拌設(shè)備：

　　溶液攪拌設(shè)備：

　　(1)JBT型推進(jìn)式攪拌機(jī)：

　　它采用螺旋槳葉式攪拌器，并同鋼制攪拌罐配套，罐內(nèi)設(shè)有擋板和水下支承，罐體內(nèi)襯玻璃鋼。適用于大、中型污水處理廠或給水廠投加絮凝劑或混凝劑的溶解和稀釋攪拌。

　　(2)SJ型帶罐框架式攪拌機(jī)：

　　一般同鋼制攪拌罐配套，罐體內(nèi)襯玻璃鋼，防腐性能好，槳葉主軸和罐體也可采用不銹鋼材質(zhì)。特點(diǎn)是攪拌強(qiáng)度大且均勻。根據(jù)介質(zhì)的性質(zhì)和攪拌槳外緣線速度分別用于藥劑的溶解、混合和反應(yīng)。常用于給水處理廠投加絮凝劑、助凝劑的溶解稀釋、混合及反應(yīng)等過(guò)程。

　　混合攪拌設(shè)備：

　　(1)WHJ型機(jī)械混合攪拌機(jī)，具有產(chǎn)生對(duì)流循環(huán)和劇烈渦流的特點(diǎn)，從而使混凝劑與水快速充分混合，以滿足混凝工藝的要求。

　　(2)JBJ型折槳式混合攪拌機(jī)，具有運(yùn)行平穩(wěn)，攪拌均勻的特點(diǎn)，適用于大水量的混合攪拌。此外還有可調(diào)式(移動(dòng)式)攪拌機(jī)、ZJ型折槳式攪拌機(jī)[1]、LJB型推進(jìn)式攪拌機(jī)等。

　　絮凝攪拌設(shè)備：

　　(1)LJF型立軸式機(jī)械絮凝攪拌機(jī)

　　(2)WJF型臥軸式機(jī)械絮凝攪拌機(jī)

　　反應(yīng)攪拌設(shè)備：

　　(1)SJB型雙槳攪拌機(jī)

　　(2)WFJ、LFJ型反應(yīng)攪拌機(jī)

　　潛水?dāng)嚢柰屏髌鳎?

　　(1)QJB型潛水?dāng)嚢杵?

　　(2)DQT型低俗潛水推流器

　　二、傳統(tǒng)攪拌設(shè)備的能耗問(wèn)題：

　　在市政、化工造紙及其它多種水處理工藝中，水體攪拌混合是其中關(guān)鍵工藝過(guò)程之一。傳統(tǒng)的攪拌設(shè)備可分為立軸折槳式、水平(潛水)推進(jìn)式以及其它混合形式(徑向流、軸向流和混合流)，由于安裝的方式和葉槳形式?jīng)Q定了其攪拌形態(tài)，無(wú)論在能耗上還是在攪拌效果上均不太理想，不僅給污水廠的運(yùn)營(yíng)成本帶來(lái)不必要的增加，而且會(huì)直接影響到最終的工藝處理效果。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，在污水處理工藝過(guò)程中攪拌混合的能耗占總能耗的近二成。

　　1、技術(shù)改進(jìn)路線：

　　以潛水?dāng)嚢杵鳛槔，傳統(tǒng)的潛水?dāng)嚢杵髟谖鬯幚砉に囍凶鳛橐环N成熟的產(chǎn)品，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用廣泛，它主要由潛水電機(jī)、葉輪和安裝系統(tǒng)組成。為簡(jiǎn)化整機(jī)結(jié)構(gòu)，多采用多級(jí)電機(jī)配合直聯(lián)結(jié)構(gòu);葉輪有鑄造、焊接等形式。傳統(tǒng)的潛水?dāng)嚢杵麟m具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝維護(hù)較方便等特點(diǎn)，但由于葉輪形式及動(dòng)力配備方案的因素，在能耗及效率方面具有一定的提升空間。針對(duì)以上的原因，同時(shí)兼顧產(chǎn)品可靠性，我們做出如下四項(xiàng)節(jié)能技術(shù)改進(jìn)：

　　(1)高效葉輪：葉輪作為一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的部件，鑄件結(jié)構(gòu)精度較差，難以保證葉輪的平衡性，我們將葉輪重新進(jìn)行了水力測(cè)試研究，改進(jìn)為全沖壓式焊接結(jié)構(gòu)、后掠式葉輪，在水力效率及平衡性方面得到了有效提升。

　　(2)節(jié)能動(dòng)力：針對(duì)傳統(tǒng)潛水?dāng)嚢杵鞯亩嗉?jí)電機(jī)能效較低、電機(jī)體積大、成本高等問(wèn)題，我們提出了常規(guī)四級(jí)電機(jī)配套一體化高效斜齒輪減速機(jī)的動(dòng)力方案。改進(jìn)后的節(jié)能型潛水?dāng)嚢杵鞯闹饕M成部分有潛水電機(jī)、減速機(jī)、葉輪及安裝系統(tǒng)組成。

　　(3)可靠密封：潛水?dāng)嚢枳鳛槌Ｆ谠谝合鹿ぷ鞯脑O(shè)備，密封是其可靠工作的最基本保障，對(duì)此我們?cè)O(shè)計(jì)兩道獨(dú)立機(jī)械密封，并在兩道機(jī)械密封中間的油室設(shè)置傳感器，配合獨(dú)有的接線盒設(shè)計(jì)，確保水下設(shè)備的長(zhǎng)期可靠工作。

　　(4)耐久設(shè)計(jì)：針對(duì)潛水?dāng)嚢柰ǔ?4h連續(xù)工作的特點(diǎn)，我們選配永久性潤(rùn)滑軸承，設(shè)計(jì)達(dá)到壽命10萬(wàn)小時(shí)，在正常情況下，基本確保該部件終身免維護(hù)。

　　2、應(yīng)用效果與前景：

　　經(jīng)過(guò)技術(shù)改進(jìn)的潛水?dāng)嚢杵髯鳛橐环N節(jié)能高效的混合攪拌裝置，在雙相固液或三相固液氣的攪拌均具有廣泛的運(yùn)用前景。另隨著全社會(huì)環(huán)保意識(shí)的提高，國(guó)家節(jié)能減排政策及發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略決策，經(jīng)濟(jì)高效治理污水已越來(lái)越受到重視，國(guó)內(nèi)中小城鎮(zhèn)污水治理率和出水標(biāo)準(zhǔn)要求逐步提高。目前各污水處理廠出水標(biāo)準(zhǔn)多要求由一級(jí)A提升至一級(jí)B，對(duì)脫磷除氮的要求更高，必然對(duì)高效節(jié)能的關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)產(chǎn)生迫切的需求。增加厭氧攪拌反應(yīng)或水解酸化過(guò)程，是目前應(yīng)用比較普遍的方法，而攪拌混合設(shè)備又是該工藝段的關(guān)鍵設(shè)備，所以，技術(shù)的改進(jìn)與創(chuàng)新在必將使得機(jī)械攪拌設(shè)備在污水處理工藝及其它攪拌混合場(chǎng)所必將發(fā)揮重要的作用。

　　三、攪拌設(shè)備的作用包括以下幾點(diǎn)：

　　1、使物料混合均勻;

　　2、使氣體在液相中很好地分散;

　　3、使固體粒子(如催化劑)在液相中均勻地懸浮;

　　4、使不相容的另一液相均勻懸浮或充分乳化;

　　5、強(qiáng)化相間傳質(zhì)(如吸收等);

　　6、強(qiáng)化傳熱。