攪拌設備的用途與分類

2014-11-4 14:18:06

攪拌設備的用途、分類 在選擇攪拌容器時，應根據(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應合理選擇裝料系數(shù)，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(zhì)過程，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，并可借攪拌器的高速回轉(zhuǎn)使粉體拋揚起來，使粉體在瞬間失重狀態(tài)下進行混合。 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(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(yè)生產(chǎn)中的應用范圍很廣，尤其是化學工業(yè)中，很多的化工生產(chǎn)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(chǎn)中，以攪拌設備作為反應器的約占反應器總數(shù)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(huán)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(lián)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(zhì)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(zhì)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粒或液滴懸浮在水體中； (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(zhì)過程。一言以蔽之，實現(xiàn)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(zhuǎn)速低，對粘度較敏感，槳葉不宜過長。 (3)應用：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(huán)為主，循環(huán)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。  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(nèi)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?qū)Я魍病Ｆ湓O置原因是攪拌器轉(zhuǎn)速高時易產(chǎn)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(chǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)動的同時，將功率傳遞給攪拌器以克服其旋轉(zhuǎn)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：  ①凸緣聯(lián)軸器軸端結構。  ②夾殼式聯(lián)軸器軸端結構。 ③推進式攪拌器的軸端結構聯(lián)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(zhuǎn)運動和功率  (2)基本要求：最主要是應確保兩根聯(lián)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：  ①凸緣聯(lián)軸器 ②夾殼聯(lián)軸器 ③套筒聯(lián)軸器  ④彈性圈柱銷聯(lián)軸器 8、軸承：  (1)作用：為攪拌軸設置的支承 (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)  ②按軸承工作時的摩擦性質(zhì)。  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(nèi)設有擋板和水下支承，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：  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)。特點是攪拌強度大且均勻。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。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(chǎn)生對流循環(huán)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(wěn)，攪拌均勻的特點，適用于大水量的混合攪拌。此外還有可調(diào)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(tǒng)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(tǒng)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?jīng)Q定了其攪拌形態(tài)，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(jù)初步統(tǒng)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(tǒng)的潛水攪拌器在污水處理工藝中作為一種成熟的產(chǎn)品，在國內(nèi)應用廣泛，它主要由潛水電機、葉輪和安裝系統(tǒng)組成。為簡化整機結構，多采用多級電機配合直聯(lián)結構；葉輪有鑄造、焊接等形式。傳統(tǒng)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