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        攪拌設備的用途、分類
        作者:技術部   來源:   點擊:   時間:2011/11/7 11:45:12   
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        在選擇攪拌容器時,應根據生產規模(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應合理選擇裝料系數,盡量提高設備的利用率。如果沒有特殊需要,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,則釜體外須設置夾套結構。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增加。
          
          當攪拌釜臥式放置時,大多進行半釜操作。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-液傳質過程,如氣-液吸收或從高粘度液體中脫除少量易揮發物質,另一方面,臥式釜的料層較淺,有利于攪拌器將粉末攪動,并可借攪拌器的高速回轉使粉體拋揚起來,使粉體在瞬間失重狀態下進行混合。
          
          攪拌容器的材料要滿足生產工藝的要求,例如耐壓、耐溫、耐介質腐蝕,以及保證產品清潔等。由于材料的不同,攪拌容器的制造工藝、結構也有所不同,因此可分為鋼制攪拌設備、搪玻璃攪拌設備和帶襯里的攪拌設備等。裝襯里的目的是為了耐蝕或保護產品的清潔,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。
          
          攪拌設備一般由容器部分、傳動裝置、換熱設備、攪拌裝置、軸封裝置組成。在工業生產中的應用范圍很廣,尤其是化學工業中,很多的化工生產都或多或少地應用著攪拌操作。攪拌設備在很多場合是作為反應器來應用的。例如在三大合成材料的生產中,以攪拌設備作為反應器的約占反應器總數的90%。
          
          一、攪拌設備的用途及分類:
          
          1、用途:
          
          在水處理工藝中,攪拌設備主要用于藥劑的溶解、稀釋、混合反應和投加混凝劑或助凝劑。
          
          2、分類:
          
          (1)按攪拌功能分:混合攪拌設備、攪動設備、懸浮攪拌設備、分散攪拌設備等。
          
          (2)按攪拌方式分:機械攪拌設備、水力攪拌設備、氣體攪拌設備、磁力攪拌設備等
          
          (3)按攪拌目的分:溶藥攪拌設備、混合攪拌設備、絮凝攪拌設備、澄清攪拌設備、消化池攪拌設備和水下攪拌設備等。
          
          (4)按液體的循環流動形式分:軸向流和徑向流攪拌器兩類。
          
          3、攪拌設備的基本結構和工作原理:
          
          基本結構:
          
          主要由攪拌器、傳動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)和附屬構件組成;
          
          (2)傳動裝置由電動機、減速機以及支架等組成;
          
          (3)攪拌軸系由攪拌軸、軸承和聯軸器等組成。
          
          工作原理:
          
          水處理工藝對攪拌的要求可分為混合、攪動、懸浮、分散四種。
          
          (1)混合是通過攪拌作用,使與水的比重、粘度不同的物質在水中混合均勻;
          
          (2)攪動是通過攪拌使混合液強烈流動,以提高傳熱、傳質的速率;
          
          (3)懸浮是通過攪拌作用,使原來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,加快傳熱和傳質過程。一言以蔽之,實現攪拌的目的是通過能量的傳遞。
          
          4、攪拌器的形式與結構:
          
          槳式攪拌器:平槳、折葉槳槳式攪拌器結構簡單,其槳葉一般用扁鋼制造的,強度不夠時需加肋,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:轉速低,對粘度較敏感,槳葉不宜過長。
          
          (3)應用:適用于介質粘度低的液體。主要用于藥劑溶解和混合。
          
          推進式攪拌器:一般用鑄鐵、鑄鋼整體鑄造而成,有時也采用焊接。
          
          (1)特點:以容積循環為主,循環速率高,剪切作用小,上下翻騰效果好。
          
          (2)應用:藥劑溶解和懸浮操作。www.yxhhj.com
          
          渦輪式攪拌器:
          
          (1)分類:開啟式和圓盤式兩類,槳葉有平直葉、彎葉和折葉
          
          (2)特點:可使液體均勻地由垂直方向的運動改變成水平方向的運動,自渦輪流出的高速液流沿切線方向散開,從而在整個液體內得到劇烈攪動。
          
          (3)應用:攪拌器廣泛用于快速溶解和進行乳化操作
          
          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導流筒。其設置原因是攪拌器轉速高時易產生漩渦流,影響攪拌效果,劇烈打旋的液體結合漩渦作用,對攪拌軸產生沖擊作用,從而影響攪拌器的使用壽命。
          
          6、傳動裝置:
          
          作用:
          
          提供能量2.5.2組成:主要由電動機、減速機和機架組成:
          
          (1)電動機
          
          (2)減速機:
          
          立式減速機:
          
          主要有:三角皮帶減速機、兩級齒輪減速機、擺線針輪減速機和諧波減速機四種。在水處理工藝中,通常采用擺線針輪減速機。它的特點:結構緊湊、體積小、重量輕、效率高、減速比大、壽命長、故障少、過載能力強、耐沖擊。特別適用于起動頻繁和正反轉兼有的場合。
          
          7、攪拌軸:
          
          (1)功能:主要是用來固定攪拌器,并從減速裝置的輸出軸取得動力,在帶動攪拌器轉動的同時,將功率傳遞給攪拌器以克服其旋轉時遇到的阻力偶矩而對流體作功。
          
          (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)軸端結構分類:
          
         、偻咕壜撦S器軸端結構。
          
         、趭A殼式聯軸器軸端結構。
          
         、弁七M式攪拌器的軸端結構聯軸器。
          
          (1)作用:將兩個獨立的軸牢固地連在一起,以進行傳遞旋轉運動和功率
          
          (2)基本要求:最主要是應確保兩根聯接軸的同心,有時還應具有一定的減少震動緩和沖擊的能力。
          
          (3)結構形式:
          
         、偻咕壜撦S器
          
         、趭A殼聯軸器
          
         、厶淄猜撦S器
          
         、軓椥匀χN聯軸器
          
          8、軸承:
          
          (1)作用:為攪拌軸設置的支承
          
          (2)分類:
          
         、侔闯休d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承工作時的摩擦性質。
          
          9、水處理工藝中常用的機械攪拌設備:
          
          溶液攪拌設備:
          
          (1)JBT型推進式攪拌機:
          
          它采用螺旋槳葉式攪拌器,并同鋼制攪拌罐配套,罐內設有擋板和水下支承,罐體內襯玻璃鋼。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:
          
          一般同鋼制攪拌罐配套,罐體內襯玻璃鋼,防腐性能好,槳葉主軸和罐體也可采用不銹鋼材質。特點是攪拌強度大且均勻。根據介質的性質和攪拌槳外緣線速度分別用于藥劑的溶解、混合和反應。常用于給水處理廠投加絮凝劑、助凝劑的溶解稀釋、混合及反應等過程。
          
          混合攪拌設備:
          
          (1)WHJ型機械混合攪拌機,具有產生對流循環和劇烈渦流的特點,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,具有運行平穩,攪拌均勻的特點,適用于大水量的混合攪拌。此外還有可調式(移動式)攪拌機、ZJ型折槳式攪拌機[1]、LJB型推進式攪拌機等。
          
          絮凝攪拌設備:
          
          (1)LJF型立軸式機械絮凝攪拌機
          
          (2)WJF型臥軸式機械絮凝攪拌機
          
          反應攪拌設備:
          
          (1)SJB型雙槳攪拌機
          
          (2)WFJ、LFJ型反應攪拌機
          
          潛水攪拌推流器:
          
          (1)QJB型潛水攪拌器
          
          (2)DQT型低俗潛水推流器
          
          二、傳統攪拌設備的能耗問題:
          
          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鍵工藝過程之一。傳統的攪拌設備可分為立軸折槳式、水平(潛水)推進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決定了其攪拌形態,無論在能耗上還是在攪拌效果上均不太理想,不僅給污水廠的運營成本帶來不必要的增加,而且會直接影響到最終的工藝處理效果。據初步統計,在污水處理工藝過程中攪拌混合的能耗占總能耗的近二成。
          
          1、技術改進路線:
          
          以潛水攪拌器為例,傳統的潛水攪拌器在污水處理工藝中作為一種成熟的產品,在國內應用廣泛,它主要由潛水電機、葉輪和安裝系統組成。為簡化整機結構,多采用多級電機配合直聯結構;葉輪有鑄造、焊接等形式。傳統的潛水攪拌器雖具有結構緊湊、安裝維護較方便等特點,但由于葉輪形式及動力配備方案的因素,在能耗及效率方面具有一定的提升空間。針對以上的原因,同時兼顧產品可靠性,我們做出如下四項節能技術改進:
          
          (1)高效葉輪:葉輪作為一個高速旋轉的部件,鑄件結構精度較差,難以保證葉輪的平衡性,我們將葉輪重新進行了水力測試研究,改進為全沖壓式焊接結構、后掠式葉輪,在水力效率及平衡性方面得到了有效提升。
          
          (2)節能動力:針對傳統潛水攪拌器的多級電機能效較低、電機體積大、成本高等問題,我們提出了常規四級電機配套一體化高效斜齒輪減速機的動力方案。改進后的節能型潛水攪拌器的主要組成部分有潛水電機、減速機、葉輪及安裝系統組成。
          
          (3)可靠密封:潛水攪拌作為常期在液下工作的設備,密封是其可靠工作的最基本保障,對此我們設計兩道獨立機械密封,并在兩道機械密封中間的油室設置傳感器,配合獨有的接線盒設計,確保水下設備的長期可靠工作。
          
          (4)耐久設計:針對潛水攪拌通常為24h連續工作的特點,我們選配永久性潤滑軸承,設計達到壽命10萬小時,在正常情況下,基本確保該部件終身免維護。
          
          2、應用效果與前景:
          
          經過技術改進的潛水攪拌器作為一種節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用前景。另隨著全社會環保意識的提高,國家節能減排政策及發展低碳經濟的戰略決策,經濟高效治理污水已越來越受到重視,國內中小城鎮污水治理率和出水標準要求逐步提高。目前各污水處理廠出水標準多要求由一級A提升至一級B,對脫磷除氮的要求更高,必然對高效節能的關鍵設備技術產生迫切的需求。增加厭氧攪拌反應或水解酸化過程,是目前應用比較普遍的方法,而攪拌混合設備又是該工藝段的關鍵設備,所以,技術的改進與創新在必將使得機械攪拌設備在污水處理工藝及其它攪拌混合場所必將發揮重要的作用。
          
          三、攪拌設備的作用包括以下幾點:
          
          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;
          
          4、使不相容的另一液相均勻懸浮或充分乳化;
          
          5、強化相間傳質(如吸收等);
          
          6、強化傳熱。
         

         
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