搅拌设备的用途与分类

2014-11-4 14:18:06

搅拌设备的用途、分类 在选择搅拌容器时，应根据生产规模(即物料处理量)、搅拌操作目的和物料特性确定搅拌容器的形状和尺寸，在确定搅拌容器的容积时应合理选择装料系数，尽量提高设备的利用率。如果没有特殊需要，釜体一般宜选用最常用的立式圆筒形容器，并选择适宜的筒体高径比(或容器装液高径比)。若有传热要求，则釜体外须设置夹套结构。夹套种类有整体夹套、螺旋挡板夹套、半管夹套、蜂窝夹套，传热效果依次提高但制造成本也相应增加。 当搅拌釜卧式放置时，大多进行半釜操作。因此卧式釜与立式釜相比有更多的气-液接触面积，因而卧式釜常用于气-液传质过程，如气-液吸收或从高粘度液体中脱除少量易挥发物质，另一方面，卧式釜的料层较浅，有利于搅拌器将粉末搅动，并可借搅拌器的高速回转使粉体抛扬起来，使粉体在瞬间失重状态下进行混合。 搅拌容器的材料要满足生产工艺的要求，例如耐压、耐温、耐介质腐蚀，以及保证产品清洁等。由于材料的不同，搅拌容器的制造工艺、结构也有所不同，因此可分为钢制搅拌设备、搪玻璃搅拌设备和带衬里的搅拌设备等。装衬里的目的是为了耐蚀或保护产品的清洁，衬里的种类很多，主要有不锈钢、铝、钛、铅、镍、锆、耐酸瓷砖、辉绿岩板、橡胶等。 搅拌设备一般由容器部分、传动装置、换热设备、搅拌装置、轴封装置组成。在工业生产中的应用范围很广，尤其是化学工业中，很多的化工生产都或多或少地应用着搅拌操作。搅拌设备在很多场合是作为反应器来应用的。例如在三大合成材料的生产中，以搅拌设备作为反应器的约占反应器总数的90%。
一、搅拌设备的用途及分类： 1、用途：  在水处理工艺中，搅拌设备主要用于药剂的溶解、稀释、混合反应和投加混凝剂或助凝剂。 2、分类： (1)按搅拌功能分：混合搅拌设备、搅动设备、悬浮搅拌设备、分散搅拌设备等。 (2)按搅拌方式分：机械搅拌设备、水力搅拌设备、气体搅拌设备、磁力搅拌设备等 (3)按搅拌目的分：溶药搅拌设备、混合搅拌设备、絮凝搅拌设备、澄清搅拌设备、消化池搅拌设备和水下搅拌设备等。 (4)按液体的循环流动形式分：轴向流和径向流搅拌器两类。 3、搅拌设备的基本结构和工作原理： 基本结构：
主要由搅拌器、传动装置及搅拌轴系三大部分组成。 (1)搅拌器主要由搅拌桨(或叶轮)和附属构件组成； (2)传动装置由电动机、减速机以及支架等组成； (3)搅拌轴系由搅拌轴、轴承和联轴器等组成。 工作原理： 水处理工艺对搅拌的要求可分为混合、搅动、悬浮、分散四种。 (1)混合是通过搅拌作用，使与水的比重、粘度不同的物质在水中混合均匀； (2)搅动是通过搅拌使混合液强烈流动，以提高传热、传质的速率； (3)悬浮是通过搅拌作用，使原来静止在水体中可沉降的固体颗粒或液滴悬浮在水体中； (4)分散是通过搅拌作用，使气体、液体或固体分散在水体中，增大不同物相的接触面积，加快传热和传质过程。一言以蔽之，实现搅拌的目的是通过能量的传递。 4、搅拌器的形式与结构： 桨式搅拌器：平桨、折叶桨桨式搅拌器结构简单,其桨叶一般用扁钢制造的，强度不够时需加肋，单面加肋效果好。 (1)分类：平直叶桨式搅拌器和折叶桨式搅拌器 (2)特点：转速低，对粘度较敏感，桨叶不宜过长。 (3)应用：适用于介质粘度低的液体。主要用于药剂溶解和混合。 推进式搅拌器：一般用铸铁、铸钢整体铸造而成，有时也采用焊接。 (1)特点：以容积循环为主，循环速率高，剪切作用小，上下翻腾效果好。 (2)应用：药剂溶解和悬浮操作。  涡轮式搅拌器:  (1)分类：开启式和圆盘式两类，桨叶有平直叶、弯叶和折叶  (2)特点：可使液体均匀地由垂直方向的运动改变成水平方向的运动，自涡轮流出的高
速液流沿切线方向散开，从而在整个液体内得到剧烈搅动。 (3)应用：搅拌器广泛用于快速溶解和进行乳化操作  其它型式搅拌器其它类型的搅拌器还有框式、锚式、螺杆式、螺带式等，在此不做赘述。 5、搅拌器附件： 搅拌器的附件主要有挡板或导流筒。其设置原因是搅拌器转速高时易产生漩涡流，影响搅拌效果，剧烈打旋的液体结合漩涡作用,对搅拌轴产生冲击作用，从而影响搅拌器的使用寿命。 6、传动装置：  作用： 提供能量2.5.2组成：主要由电动机、减速机和机架组成： (1)电动机 (2)减速机： 立式减速机： 主要有：三角皮带减速机、两级齿轮减速机、摆线针轮减速机和谐波减速机四种。在水处理工艺中，通常采用摆线针轮减速机。它的特点：结构紧凑、体积小、重量轻、效率高、减速比大、寿命长、故障少、过载能力强、耐冲击。特别适用于起动频繁和正反转兼有的场合。 7、搅拌轴： (1)功能：主要是用来固定搅拌器，并从减速装置的输出轴取得动力，在带动搅拌器转动的同时，将功率传递给搅拌器以克服其旋转时遇到的阻力偶矩而对流体作功。 (2)组成：搅拌轴主要分为轴颈(支承部分)、轴头(安装部件)、轴身(杆件部分)。 (3)轴端结构分类：  ①凸缘联轴器轴端结构。  ②夹壳式联轴器轴端结构。 ③推进式搅拌器的轴端结构联轴器。
 (1)作用：将两个独立的轴牢固地连在一起,以进行传递旋转运动和功率  (2)基本要求：最主要是应确保两根联接轴的同心,有时还应具有一定的减少震动缓和冲击的能力。 (3)结构形式：  ①凸缘联轴器 ②夹壳联轴器 ③套筒联轴器  ④弹性圈柱销联轴器 8、轴承：  (1)作用：为搅拌轴设置的支承 (2)分类：  ①按承载方式：  向心轴承(主要承载径向荷载) 推力轴承(主要承载轴向荷载) 向心推力轴承(径向、轴向荷载)  ②按轴承工作时的摩擦性质。  9、水处理工艺中常用的机械搅拌设备： 溶液搅拌设备：  (1)JBT型推进式搅拌机：  它采用螺旋桨叶式搅拌器，并同钢制搅拌罐配套，罐内设有挡板和水下支承，罐体内衬玻璃钢。适用于大、中型污水处理厂或给水厂投加絮凝剂或混凝剂的溶解和稀释搅拌。 (2)SJ型带罐框架式搅拌机：  一般同钢制搅拌罐配套，罐体内衬玻璃钢，防腐性能好，桨叶主轴和罐体也可采用不锈钢材质。特点是搅拌强度大且均匀。根据介质的性质和搅拌桨外缘线速度分别用于药剂的溶
解、混合和反应。常用于给水处理厂投加絮凝剂、助凝剂的溶解稀释、混合及反应等过程。 混合搅拌设备：  (1)WHJ型机械混合搅拌机，具有产生对流循环和剧烈涡流的特点，从而使混凝剂与水快速充分混合，以满足混凝工艺的要求。  (2)JBJ型折桨式混合搅拌机，具有运行平稳，搅拌均匀的特点，适用于大水量的混合搅拌。此外还有可调式(移动式)搅拌机、ZJ型折桨式搅拌机[1]、LJB型推进式搅拌机等。 絮凝搅拌设备： (1)LJF型立轴式机械絮凝搅拌机  (2)WJF型卧轴式机械絮凝搅拌机  反应搅拌设备： (1)SJB型双桨搅拌机 (2)WFJ、LFJ型反应搅拌机 潜水搅拌推流器： (1)QJB型潜水搅拌器 (2)DQT型低俗潜水推流器 二、传统搅拌设备的能耗问题：  在市政、化工造纸及其它多种水处理工艺中，水体搅拌混合是其中关键工艺过程之一。传统的搅拌设备可分为立轴折桨式、水平(潜水)推进式以及其它混合形式(径向流、轴向流和混合流)，由于安装的方式和叶桨形式决定了其搅拌形态，无论在能耗上还是在搅拌效果上均不太理想，不仅给污水厂的运营成本带来不必要的增加，而且会直接影响到最终的工艺处理效果。据初步统计，在污水处理工艺过程中搅拌混合的能耗占总能耗的近二成。 1、技术改进路线：  以潜水搅拌器为例，传统的潜水搅拌器在污水处理工艺中作为一种成熟的产品，在国内应用广泛，它主要由潜水电机、叶轮和安装系统组成。为简化整机结构，多采用多级电机配合直联结构；叶轮有铸造、焊接等形式。传统的潜水搅拌器虽具有结构紧凑、安装维护较方便等特点，但由于叶轮形式及动力配备方案的因素，在能耗及效率方面具有一定的提升空间