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静态混合器的设置

HG/T20570.20—95

1 应用范围和类型

应用范围

静态混合器应用于液-液、液-气、液-固、气-气的混合、乳化、中和、吸收、萃取反响和强化传热等工艺过程，可以在很宽的流体粘度范围〔约106mPa·s〕以内，在不同的流型〔层流、过渡流、湍流、完全湍流〕状态下应用，既可间歇操作，也可连续操作，且容易直接放大。以下分类简述。

.1 液-液混合：从层流至湍流或粘度比大到1：106mPa·s的流体都能到达良好混合，分散液滴最小直径可到达1～2μm，且大小分布均匀。

.2 液-气混合：液-气两相组份可以造成相界面的连续更新和充分接触，从而可以代替鼓泡塔或局部筛板塔。

.3 液-固混合：少量固体颗粒或粉未〔固体占液体体积的5％左右〕与液体在湍流条件下，强制固体颗粒或粉未充分分散，到达液体的萃取或脱色作用。

.4 气-气混合：冷、热气体掺混，不同组份气体的混合。

.5 强化传热：静态混合器的给热系数与空管相比，对于给热系数很小的热气体冷却或冷气体加热，气体的给热系数提高8倍；对于粘性流体加热提高5倍；对于大量不凝性气体存在下的冷凝提高到8.5倍；对于高分子熔融体可以减少管截面上熔融体的温度和粘度梯度。

静态混合器类型和结构

.1 本规定以SV型、SX型、SL型、SH型和SK型〔注①〕五种类型的静态混合器系列产品为例编制。

.2 由于混合单元内件结构各有不同，应用场合和效果亦各有差异，选用时应根据不同应用场合和技术要求进行选择。

.3 五种类型静态混合器产品用途和性能比拟见表和表，结构示意图见图。静态混合器由外壳、混合单元内件和连接法兰三局部组成。

五类静态混合器产品用途表

表-1

型号

产品用途

SV

适用于粘度≤102mPa·s的液-液、液-气、气-气的混合、乳化、反响、吸收、萃取强化传热过程

dh〔注〕≤3.5，适用于清洁介质

dh≥5，应用介质可伴有少量非粘结性杂质

SX

适用于粘度≤104mPa·s的中高粘液-液混合，反响吸收过程或生产高聚物流体的混合，反响过程，处理量较大时使用效果更佳

SL

适用于化工、石油、油脂等行业，粘度≤106mPa·s或伴有高聚物流体的混合，同时进行传热、混合和传热反响的热交换器，加热或冷却粘性产品等单元操作

SH

适用于精细化工、塑料、合成纤维、矿冶等部门的混合、乳化、配色、注塑纺丝、传热等过程。对流量小、混合要求高的中、高粘度〔≤104mPa·s〕的清洁介质尤为适合

SK

适用于化工、石油、炼油、精细化工、塑料挤出、环保、矿冶等部门的中、高粘度〔≤106mPa·s〕流体或液-固混合、反响、萃取吸收、塑料配色、挤出、传热等过程。对小流量并伴有杂质的粘性介质尤为适用

五类静态混合器产品性能比拟表

表-2

内容

SV型

SX型

SL型

SH型

SK型

空管

分散、混合效果〔注③〕〔强化倍数〕

8.7~15.2

6.0~14.3

2.1~6.9

4.7~11.9

26~7.5

1

适用介质情况〔粘度mPa·s〕

清洁流体≤102

可伴杂质的流体≤104

可伴杂质的流体≤106

清洁流体≤102

可伴杂质的流体≤106

—

压力降比拟〔△P倍数〕

层流状态压力降〔△P倍数〕

18.6~23.5〔注④〕

11.6

1.85

8.14

1

—

完全湍流压力降〔△P倍数〕

2.43~4.47

11.1

2.07

8.66

1

—

注：

①五种类型的静态混合器是按行业标准《静态混合器》〔JB/T7660一95〕的规定来分类和选型。

②dh—单元水力直径，mm。

③比拟条件是相同介质、长度〔混合设备〕、规格相同或相近，不考虑压力降的情况下，流速取0.15m/s～0.6m/s时与空管比拟的强化倍数。

④18.6倍是指dh≥5时的ΔP，23.5倍是指dh＜5时的ΔP。

2 主要技术参数确实定

流型选择

根据流体物性、混合要求来确定流体流型。流型受表观的空管内径流速控制。

.1 对于中、高粘度流体的混合、传热、慢化学反响，适宜于层流条件操作，流体流速控制在0.1～0.3m/s。

.2 对于低、中粘度流体的混合、萃取、中和、传热、中速反响，适宜于过渡流或湍流条件下工作，流体流速控制在0.3～0.8m/s。

.3 对于低粘度难混合流体的混合、乳化、快速反响、预反响等过程，适宜于湍流条件下工作，流体流速控制在0.8～1.2m/s。

.4 对于气-气、液-气的混合、萃取吸收、强化传热过程，控制气体流速在1.2～14m/s的完全湍流条件下工作。

.5对于液-固混合、萃取，适宜于湍流条件下工作，设计选型时，原那么上取液体流速大于固体最大颗粒在液体中的沉降速度。固体颗粒在液体中的沉降速度用斯托克斯〔Stokes〕定律来计算：