静态混合器的设置讲诉Word格式.docx

1、s的中高粘液-液混合，反应吸收过程或生产高聚物流体的混合，反应过程，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106mPas或伴有高聚物流体的混合，同时进行传热、混合和传热反应的热交换器，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（104mPas）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（106mPas）流体或液-固混合、反应、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

2、品性能比较表表1.0.2-2内 容SV型SX型SL型SH型SK型空管分散、混合效果（注）（强化倍数）8.715.26.014.32.16.94.711.9267.51适用介质情况（粘度mPas）清洁流体102可伴杂质的流体104可伴杂质的流体106压力降比较 （P倍数）层流状态压力降（P倍数）18.623.5（注）11.61.858.14完全湍流压力降（P倍数）2.434.4711.12.078.66注：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。dh单元水力直径，mm。比较条件是相同介质、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

3、取0.15m/s0.6m/s时与空管比较的强化倍数。18.6倍是指dh5时的P，23.5倍是指dh5时的P。2 主要技术参数的确定2.0.1 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。2.0.1.1 对于中、高粘度流体的混合、传热、慢化学反应，适宜于层流条件操作，流体流速控制在0.10.3 m/s。2.0.1.2 对于低、中粘度流体的混合、萃取、中和、传热、中速反应，适宜于过渡流或湍流条件下工作，流体流速控制在0.30.8m/s。2.0.1.3 对于低粘度难混合流体的混合、乳化、快速反应、预反应等过程，适宜于湍流条件下工作，流体流速控制在0.81.2m/s。2

4、.1.1.4 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1.214 m/s的完全湍流条件下工作。2.0.1.5对于液-固混合、萃取，适宜于湍流条件下工作，设计选型时，原则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： （2.0.1）式中V颗粒沉降速度，m/s；d颗粒最大直径，m；颗粒、液体操作工况条件下，颗粒、液体的密度，kg/m“；操作工况条件下的液体动力粘度，mPas；g重力加速度，9.81m/s2。2.0.2 静态混合器混合效果与长度的关系静态混合器长度的确定：一是由工艺本身的要求，二是通过基础实验和

5、实际应用经验来确定注。2.0.2.1 湍流条件下，混合效果与混合器长度无关，也就是在给定混合器长度后再增加长度，其混合效果不会有明显的变化。推荐长度与管径之比L/D710（SK型混合长度相当于L/D1015）。2.0.2.2 过渡流条件下，推荐长度与管径之比L/D1015。2.0.2.3 层流条件下，混合效果与混合器长度有关，一般推荐长度为L/D1030。2.0.2.4 对于既要混合均匀，又要尽快分层的萃取过程，在控制流型情况下，混合器长度取L/D710。2.0.2.5 流体的连续相与分散相的体积百分比和粘度比关系，如果相差悬殊，混合效果与混合器长度有关，一般取上述推荐长度的上限（大值）。2.

6、0.2.6 对于乳化、传质、传热的过程，混合器长度应根据工艺要求另行确定。以上所列混合效果与混合器长度的关系是指液-液、液-气、液-固混合过程的数据，对于气-气混合过程，其混合比较容易，在完全湍流情况下L/D25即可。2.0.3 静态混合器的压力降计算公式对于系统压力较高的工艺过程，静态混合器产生的压力降相对比较小，对工艺压力不会产生大的影响。但对系统压力较低的工艺过程，设置静态混合器后要进行压力降计算，以适应工艺要求。2.0.3.1 SV型、SX型、SL型压力降计算公式： （2.0.3-1） （2.0.3-2）水力直径（dh）定义为混合单元空隙体积的4倍与润湿表面积（混合单元和管壁面积）之比

7、： （2.0.3-3）P单位长度静态混合器压力降，Pa；f摩擦系数；c工作条件下连续相流体密度，kg/m3；u混合流体流速（以空管内径计），m/s；静态混合器空隙率，=1Adh水力直径，m；Re雷诺数；工作条件下连续相粘度，PaL静态混合器长度，m；A混合单元总单面面积，m2；ASV型，每m2体积中的混合单元单面面积，m2/m3dh mm2.33.5571520A m2/m370047535026012590混合单元材料厚度，m，一般= 0.0002m；D管内径，m。摩擦系数（f）与雷诺数（Re）的关系式见表2.0.3-1和图2.0.3所示。2.1.3.2 SH型、SK型压力降计算公式 （2.

8、0.3-4） （2.0.3-5）摩擦系数（f）雷诺数（ReD）的关系式见表2.0.3-2和图2.0.3所示。关系式的压力降计算值允许偏差30，适用于液-液、液-气、液-固混合。SV型、SX型、SL型静态混合器f与Re关系式表2.0.3-1混合器类型SV-2.5/DSV-3.5/DSV-515/D层流区范 围关系式Re23f139/ReRe150f150/ReRe13f235/ReRe10f156/Re过渡流区23Re150f23.1Re-0.42843.7Re-0.63113Re7074.7Re-0.47610Re10057.7Re-0.568湍流区150Re240014.1Re-0.3291

9、0.3Re-0.351Re150f1.070Re200022.3Re-0.194100Re300010.8Re-0.205完全湍流区Re2400f1.09f0.702Re2000f5.11Re3000f2.10SL型、SK型静态混合器f与ReD关系式表2.0.3-2ReD30f3500/ReDReD23f430/ReD30Re320f646ReD-0.50323Re300f87.2ReD-0.491ReD320f80.1ReD-0.141300ReD11000f17.0ReD-0.205ReD11000f2.532.0.3.3 气-气混合压力降计算公式气-气混合一般均采用SV型静态混合器，其压

10、力降与静态混合器长度和流速成正比，与混合单元水力直径成反比。对不同规格SV型静态混合器测试，关联成以下经验计算公式： （2.0.3-6）u混合气工作条件下流速，m/s;c工作条件下混合气密度，kg/m3；dh水力直径，mm。 3 应用实例试算3.0.1 SV型用于液-液混合例题某炼油厂油品混合：原料油流量111.4m3/h，密度897.6kg/m3，100时粘度28.3mPas（28.310-3Pas），输送压力1.86MPa（表），输送管径200mm，工作温度230，回炼油流量32.95m3/h，100时粘度5.35mPas，输送压力1.86MPa（表）输送管径100mm，工作温度350。两

11、股油品要求混合均匀，静态混合器压力降0.05MPa，需初选静态混合器规格、型号、长度和计算压力降。解： （1）根据表1.0.21，两股油品粘度102mPas，选择SV型较合适。（2）根据表6.0.11，当总体积流量144.35m3/h，选择静态混合器管径为250mm。流体速度（3）根据2.0.1和2.0.2，初选长度L/D10L102502500mm，设计压力为2.5Mpa查表6.0.11，dh取15mm（SV型混合效果已列于表1.0.2-2中，因此dh大小视压力降的大小进行调节）。该静态混合器型号表示式为SVI5/250-2.52500。（4）压力降计算按式（2.0.32）查表6.0.11得

12、1.0查表2.0.31和图2.0.3得Re150，f1.O，1.O按式（2.0.31）（5）结论：按题意要求，油品混合均匀对工艺有利，SV型静态混合器混合效果比之其它类型为最高。计算以连续相粘度100时为基准，由于工作温度分别为230和350，因此计算压力降值与实际产生压力降应为负偏差，满足工艺要求。3.0.2 SX型液-液混合例题某化工生产装置需将胶液与防老剂混合。已知胶液流量V134.68m3/h，密度750kg/m3，粘度350mPas（350X10-3Pas），工作温度80，输送压力1.6MPa（表），输送管道内径DN200，防老剂流量V20.327m3/h,密度780kg/m3，粘度

13、0.91mPas，工作温度40，输送压力1.8MPa（表），允许静态混合器压力降小于0.05MPa。选择静态混合器规格、型号和长度并计算产生的压力降。（1）分散相防老剂流量很小，静态混合器规格按DN200选择。流速（2）连续相粘度350mPas，查表1.0.2-1选择SX型较为合适。（3）根据2.0.1和2.0.2规定，初选长度L/D10，L2000mm，设计压力2.5MPa，该静态混合器型号表示式为：SX-50/200-2.5-2000。查表6.0.1-2得dh50mm，1.0。按式（2.0.3-2）查表2.0.3-1或图2.0.3得:按式（2.0.3-1）, 1。结论：由于混合体积比相差较

14、大，初选长度压力降尚低，为增加混合效果，建议采用L/D=12.5，P0.05MPa。推荐选用。SX-50/200-2.5-2500。3.0.3 SK型用于油品碱洗例题某厂油品精制工艺，已知催焦汽油处理量80m3/h，加碱液量2m3/h，在工作温度为40时，油品粘度28.9mPas（28.910-3pas）、密度710kgm3, 酸度0.6mgKOH/100m1，系统压力1.6MPa。要求选用静态混合器碱洗后，油品无酸度，无水溶性碱及油碱分离容易，无乳化现象。（1）查2.0.1规定，萃取中和工艺操作流速适宜于0.30.8m/s之间。总体积流量82m3/h，初选静态混合器管径200mm，流体速度（

15、u）为：（2）查表1.0.2-2和2.0.2规定，对既要混合均匀又要分离容易的过程，选择静态混合器的混合效果不能很高，选择SK型静态混合器较合适。长度取L/D=10。型号规格为：SK-100/200-1.6-2000。（3）压力降计算按式（2.0.3一5）查表2.0.3-2或图2.0.3得：300ReD11000按式（2.0.3-4）（4）结论：SK型混合器操作弹性较大，且能防止乳化，因此建议选用SK100/200-1.6-2000壹台。3.0.4 SH型用于混合例题聚氯乙烯融料混合，处理量0.6m3/h操作状态下粘度1000mPas，密度1380kg/m3，原系统管道内径30mm，系统压力降

16、0.18MPa。选择静态混合器，使融料混合均匀，静态混合器允许压力降小于0.3MPa。（1）查表1.0.2-2及表6.0.1-4，较高粘度、小流量的混合选用SH型较合适，为与原工艺匹配，初选SH-7/30-2.5-500，L/D=16.6。（2）压力降计算按式（2.0.3-5）查表2.0.3-2得：300ReD，f=3500/ ReD初选SH-7/30-2.5-500，符合工艺要求。4 应用注意事项4.0.1 安装形式五大系统静态混合器安装于工艺管线时，应尽量靠近二股或多股流体初始分配处。除特殊注明外，通常设备两端均可作进、出口。由于本规定所述的五大系列产品使用于不同场合，因此安装形式也有一定

17、的差异，见表4.0.1。静态混合器安装形式表4.0.1安 装 形 式气-液相：垂直安装（并流）液-气相：水平或垂直（自下而上）安装气-气相：水平或垂直（气相密度差小，方向不限）安装液-液相：水平或垂直（自下向上）安装液-固相：水平或垂直（自上而下）两端法兰尺寸按产品公称直径放大一级来定，采用SL型安装形式以可拆内件不固定的一端为进口端4.0.2 工程设计中的注意事项4.0.2.1 设计工况下连接管道因受温度、压力影响而产生应力，引起管道膨胀、收缩，应在系统管道本身解决。计算时，可将静态混合器作为一段管道来考虑。4.0.2.2 静态混合器的进、出口阀门（包括放劲放空阀）可根据工艺要求确定。4.0

18、.2.3 工程设计一般以单台或串联静态混合器来完成混合目的。若以两台并联操作使用时，配管设计应确保流体分配均匀。4.0.2.4 当使用小规格SV型时，如果介质中含有杂物，应在混合器前设置两个并联切换操作的过滤器，滤网规格一般选用4020目不锈钢滤网。4.0.2.5 静态混合器上尽量不安装流量、温度、压力等指示仪表和检测点，特殊情况在订货时出图指明。4.0.2.6 对于需要在混合器外壳设置换热夹套管时，应在订货时加以说明。4.0.2.7 静态混合器连接法兰，采用相应的化工行业标准。特殊要求订货时注明。4.0.2.8 清洗：拆卸后从出口进水冲洗，如遇胶聚物，采用溶剂浸泡或竖起来加热熔解。5 静态混

19、合器初选数据表和汇总一览表5.0.1 静态混合器初选数据表静态混合器初选数据表见表5.0.1。5.0.2 静态混合器汇总一览表静态混合器汇总一览表采用行业标准工艺系统专业提交文件内容的规定（HG20558.2-93）中的“特殊管件汇总一览表”规定。6 五大系列静态混合器参数表6.0.1 五大系列静态混合器参数表下列各表中所列参数仅指单位长度内件参数，不影响外形设计。各表中所列处理量是指较低粘度流体混合的常规量，对于萃取反应等处理量参阅2.0.规定由设计流速确定，对于气。气混合，按工程设计流量确定。7 符号说明A混合器每m3体积中的混合单元单面面积，m2/m3；A混合单元总单面面积，m2；D管内径；mm；DN公称直径，mm；d颗粒最大直径，mm；dh水力直径，mm；f摩擦系数；G重力加速度，9.81m/s2；L静态混合器长度，m；P单位长度静态混合器压力降，mPa，Pa；Re、ReD雷诺数；u混合流体流速，m/3；V流量、处理量，m3/hV颗粒沉降速度，m/s混合单元材料厚度，m；空隙率，1-A；工作条件下的液体动力粘度，mPas，Pas密度，kg/m3；c工作条件下的连续相流体密度，kg/m3。压力本规定除注明外，均为绝对压力。