同心列管式静态混合器的结构参数与应用性能研究
静态混合器的种类和用途精编版
静态混合器的种类和用途公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]静态混合器百科名片静态混合器静态混合器是一种没有运动部件的高效混合设备，其基本工作机理是利用固定在管内的混合单元体改变流体在管内的流动状态，以达到不同流体之间良好分散和充分混合的目的。
目录简介静态混合器是20世纪70年代初开始发展的一种先进混合器，1970年美国凯尼斯公司首次推出其研制开发的静态混合器，20世纪80后，国内相关企业也纷纷投入研究生产，其中在乳化燃料生产方面也得到了很好的应用。
自20世纪70年代以来，静态混合器就已开始在化学工业、食品工业、纺织轻工等行业得到应用，并取得良好的成果。
但静态混合器作为一种专利产品，国内、国外都对此结构不但保密，而且制成一次性不可拆卸结构。
同时，固化剂和粘度相差很大（环氧树脂粘度是固化剂粘度的20～80倍），两流体在管路中流速又非常低，造成它们难以混合均匀。
静态混合器是一种先进的单元设备，和搅拌器不同的是，它的内部没有运动部件，主要运用流体流动和内部单元实现各种流全的混合以及结构特殊的设计合理性。
静态混合器与孔板柱、文氏管、搅拌器、均质器等其它设备相比较具有效率高、能耗低、体积小、投资省、易于连续化生产。
静态混合器中，流体的运动遵循着“分割-移位-重叠”的规律，混合过程的中起主要作用的是移位。
移位的方式可分为两大类：“同一截面流速分布引起的相对移位和“多通道相对移位”，不同型号混合器的移位方式也有所不同。
海泰美信HICHINE静态混合器不仅应用于混合过程，而且可以应用于与混合-传递有关的过程，包括气/气混合、液/液萃取、气/液反应、强化传热及液/液反应等过程。
静态混合器广泛应用于塑料、化工、医药、矿冶、食品、日化、农药、电缆、石油、造纸、化纤、生物、环保等多个行业。
由于该产品耗能低、投资省、效果好、见效快，为用户带来了可观的经济效益。
原理静态混合器静态混合器的工作原理，就是让流体在管线中流动冲击各种类型板元件,增加流体层流运动的速度梯度或形成湍流,层流时是“分割-位置移动-重新汇合”，湍流时，流体除上述三种情况外，还会在断面方向产生剧烈的涡流，有很强的剪切力作用于流体，使流体进一步分割混合，最终混合形成所需要的乳状液。
静态混合器
全世界经济发展的同时，我们周围的环境在不断恶化。
在我国尤其如此，近二十年经济的迅猛发展给环境带来严重影响。
我国境内的河流受污染情况十分严重，大多数河流的水质都出现了不同程度的下降。
地球上的淡水资源是有限的，在我国的北方大部分地区水资源是缺乏的，因此我国实施了南水北调工程。
日益严重的水污染与水资源短缺，使得有效的水处理技术变得越来越重要，人们从不同的方向改进着水技术。
其中，混凝技术是一种常见的水处理技术，得到广泛的认可和推广。
水的混凝机理十分复杂，一直得到广大学者的关注。
一般认为:混凝过程中包含凝聚和絮凝两个步骤，其中凝聚是在瞬间内完成的，它是指化学药剂与水接触形成小颗粒的过程，在水处理过程中表现为使用各种混合设备将药剂与水均匀地混合，其均匀的程度关系着混凝效果优劣;絮凝是指凝聚过程中形成较小颗粒后，它们之间相互碰撞形成较大颗粒并沉降的过程。
影响混合效果的因素主要有三方面:一、废水水质，包括废水中浊度、PH值、水温及共存杂质等;二、混凝剂，包括混凝剂种类、投加量和投加顺序等;三、水利条件，主要指混合的方式。
混合方式有:管式混合、水力混合、机械搅拌混合以及水泵混合等。
其中管式混合主要形式有管式静态混合器、孔板式、文氏管道混合器、扩散混合器等;机械搅拌混合是在池内安装搅拌装置，以电动机驱动搅拌器将水与药剂混合;水泵混合是将药剂投放在水泵吸水管或吸水喇叭口处，利用水泵叶片的高速旋转来达到快速混合。
在水处理过程中，管式静态混合器具有高效混合、节约用药、设备小等特点，它是由一组组混合元件组成，而混合元件组数的确定应根据水质、混合效果而定。
在不需外动力情况下，水流通过混合元件时可以产生较大范围对流、返流和漩涡等运动，这些均能促使药剂均匀的分布(图1-1所示)。
在选择管式静态混合器时，其管内流速应控制在经济流速范围内，当水流量较大所选管径大于500毫米时速度范围可以适当地放宽。
混凝剂的入口方式以较大的速度，射流进入混合器管道内为佳。
《静态混合器的设置》(SLDI 233A30-99)
(2.3-4)
ReD = Dρcu / µ
(2.3-5)
摩擦系数(f)与雷诺数(ReD)的关系式见表 2.3-2 和图 2.3 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。
表 2.3-1 SV 型、SX 型、SL 型静态混合器 f 与 Reε关系式
混合器类型
SV－2.3/D
中国石化集团兰州设计院标准
SLDI 233A30-98
静态混合器的设置
0
新编制
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简要说明
全部
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编制
校核
审核
审定
日期
1999 - 05 - 21 发布
1999 - 06 - 01 实施
中国石化集团兰州设计院
目次
1 应用范围和类
(1)
型………………………………………………………………………………
10＜Reε≤100
流区 关系式 f=23.1Reε-0.428
f=43.7Reε-0.631
—
f=74.7Reε-0.476
f=57.7Reε-0.568
湍流 范 围 150＜Reε≤2400 区 关系式 f=14.1Reε-0.329
150＜Reε≤2400 Reε＞150
f=10.3Reε-0.351
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、 SL 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
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
SH 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
静态管道混合器技术说明(第二版)
静态管道混合器技术说明（一）供货范围本公司提供GJH型管道静态混合器为成套设备，整套装置包括如下：筒体、法兰、混合单体及加药口等；此外配备基础螺栓等安全和有效运行所必须的附件及工具。
（二）概述及工作原理本管道混合器按照JB2932-86“水处理设备制造技术条件”标准及招标文件要求尺寸进行设计和制造。
管道混合器利用法兰安装在沉淀池的进水管路上，加药管和混凝加药装置连接。
在工作时，水流通过混合器产生分流、交叉混合和反向旋流三个作用，使从加药管进入的药液，能迅速均匀地扩散于整个水体，达到瞬间快速混合的目的，并使水中的悬浮物质能迅速混凝。
（三）主要结构部件说明管道静态混合器主要由筒体、混合单体、法兰和加药管等部件组成。
1．筒体及混合单体筒体材料采用不锈钢板卷制而成，筒体内设有三节混合单体，则其中两个左螺旋单体分别设于两端，一个右螺旋单体设于中间；若筒体中设有两节混合单体，则其中左、右两个螺旋单体分别设于两；单体叶片形状为四分之一椭圆，与筒体焊接后，其弧形面与筒体内壁相吻合。
2．加药管混合器筒体表面上设有4只加药口，并列于同一水平线上；加药管采用不锈钢材料制成，并伸入筒体内部，并可以调节伸入的深度，其调节幅度大于150mm，加药管顶端可伸入管道内1/30处，即提高混合效果，又不使口子腐蚀；加药管与筒体的接口采用法兰安装，因而接口处不会渗漏。
（四）设备安装本设备安装时整体吊装，法兰一端和沉淀池进口处连，另一端和进水管法兰连接，安装精度符合管道安装要求，其底部回填土应夯实，如果土质疏松，应在底部填充碎砂石或制作管道支撑，以防止底部土质下沉。
加药口和加药管联接，混凝剂通过加药装置、加药管进入接口，进入加药点，其加药点应在混合器管的中心位置附近，在投产调试时，根据药剂混合效果可适当调节其位置。
HGT2057020-95静态混合器的设置.
静态混合器的设置HG/T 20570.20—951 应用范围和类型1.0.1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、萃取反应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。
1.0.1.1 液-液混合：从层流至湍流或粘度比大到1：106mPa·s的流体都能达到良好混合，分散液滴最小直径可达到1～2μm，且大小分布均匀。
1.0.1.2 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部分筛板塔。
1.0.1.3 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，达到液体的萃取或脱色作用。
1.0.1.4 气-气混合：冷、热气体掺混，不同组份气体的混合。
1.0.1.5 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。
1.0.2静态混合器类型和结构1.0.2.1 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。
1.0.2.2 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。
1.0.2.3 五种类型静态混合器产品用途和性能比较见表1.0.2-1和表1.0.2-2，结构示意图见图1.0.2。
静态混合器由外壳、混合单元内件和连接法兰三部分组成。
五类静态混合器产品用途表表1.0.2-1五类静态混合器产品性能比较表表1.0.2-2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。
静态混合器技术规格书
1.总则
1.1 本技术协议书提出的是最低限度的要求，并未对一切细节做出规定，也未充分引
述有关标准和规范的条文，乙方应保证提供符合本技术协议书和有关最新工业标准的
产品。
1.2本技术协议书所使用的标准如与乙方所执行的标准发生矛盾时，按较高标准执行。
2.主要执行技术标准
JB/T 7660
静态混合器
1）消音器及附件，不锈钢铭牌、不锈钢防雨帽。 2）进口配对法兰和其它接口配对法兰、垫片和密封紧固件。 3）备用：10％螺栓、螺母，100％垫片。 5.1.3蒸汽喷射器 1）蒸汽喷射器二台。
2）蒸汽喷射器各进出口的配对法兰，垫片和密封紧固件。 3）备用：10％螺栓、螺母，100％垫片。 5.2 乙方的工作范围
：7 级
3．2 本次采购的设备型号及主要技术参数
3.2.1 静态混合器（位号 XXXXX）， 数量 1 台。性能参数如下表：
型号
工作压力
工作温度
流量
压力降
XXXXXX
黑水 0.33～0.15MPaG 絮凝剂 0.8MPaG
黑水 82～79℃ 絮凝剂 40℃
黑水 360m3/h（max480） ≤0.05MPa
絮凝剂 0.6 m3/h（max1.2）
3.2.2 消音器（位号 XXXXX）， 数量 1 台。性能参数如下表：
型号
排放介质（水蒸气）
介质温度 最大进口压力 出口噪音 阻力降 排出压力
XXXXXXX
正常流量 2000～4000 kg/hr 最大流量 6000 kg/hr
104～139℃ 0.02MPa(G)
2
进口法兰压力等级为 PN1.6，尺寸 250ｍｍ。 4.2.5 消音器应设排污口，排污出口法兰及密封面的形状和尺寸保证符合 HG20592-97B 的规定，法兰压力等级为 PN1.6，尺寸 DN100ｍｍ。 4.2.6 消音器出厂前要按照国家有关标准和规范，进行全面检验。 4.2.7 消音器应能保证管道热态工作时的安全性。 4.2.8 消音器应能经受工质的高速冲击、侵蚀及瞬态力的作用。 4.2.9 消音器筒体内部应清洁。 4.2.10 消音器应不影响安全阀的排量、起跳和回座。 4.2.11 除锈等级不低于 St2.5 级，两层底漆，两层面漆，每层 25～35 微米，使用耐 高温油漆。 4.2.12 各连接口垫片采用石墨缠绕垫片。 4.3 蒸汽喷射器 4.3.1 乙方应采用合理的工艺流程，合理可靠的系统设置，保证使铜基催化剂升温还 原，同时满足经济性运行的要求。 4.3.2 乙方应严格按照数据表进行蒸汽喷射器的设计和制造。 4.3.3 蒸汽进口法兰、引入流体进口法兰及混合流体出口法兰材质：15CrMo。抽出流 体吸入腔、扩散器、蒸汽室材质：15CrMo，并留有 3mm 的腐蚀裕度。蒸汽喷觜材质： 316L 不锈钢。 4.3.4 蒸汽喷射器蒸汽进口、引入流体进口、混合流体出口法兰螺栓孔跨中均布。 4.3.5 蒸汽喷射器法兰及密封面的形状和尺寸保证符合 HG20592-97B 的规定，法兰压
静态混合器的作用原理及应用实例
静态混合器的作用原理及应用实例2006年2月电大理工DiandaLigong第1期总第226期静态混合器的作用原理及应用实例齐辉沈阳广播电视大学(沈阳110003)摘要静态混合器具有无需机械搅拌,可连续生产,无污染,占地面积小,投资成本低等优点,被广泛应用-I-~ff,传热,萃取,吸收,乳化等4E_r-单元操作中.本文就静态混合器的作用原理和在国际,国内的应用实例做以简单介绍.关冀词静态混合器作用原理应用实例上个世纪60年代末期,由荷兰人首先提出了一种新型化工单元设备——静态混合器.静态混合器是一种借助流体管路的不同结构,得以在很宽的雷诺数范围内进行流体的混合,而又没有机械或可动部件的流体结构件.自静态混合器问世以来,得到了高速发展,科学家对它进行了大量的开发和研究工作,到目前为止,全世界有约六十多种静态混合器在化工,制药,食品,环保等生产领域被应用.1静态混合器原理简介现有的混合器中,混合元件虽形状各异,种类繁多,却很多都是大同小异,归纳起来大致分两大类:一类是由扭旋叶片构成,以SK型为代表,还有如Hi型,岛崎管道静态混合器等;二是由波纹片,窄板条等成空间交错排列而成,以SMV型为代表, 有SMX型,有SMXL型,BKM型等静态混合器.下面以SK型和SV型为例分别讲述其工作原理.1.1SK型静态混合器流体在自身动能的作用下进入交错排列着螺旋元件的管道,在流动中流体被迫产生切割,扭曲,分离和混合.在这里,分流作用方式和径向混合作用方式同时进行,表现出近似平均活塞流型的流动特征.对两种混合方式分别加以分析.(1)分流作用方式流体流经一个扭旋叶片时,被叶片分割成两部分,从叶片的两侧流入.当流经下一个叶片时,再一次被切割.显然,流体流经n个扭旋叶片,被切割,1次,切割的层数为:s=2"(1)切割后每一层的厚度为:d=DI2"(2)(2)径向混合作用方式流体在静态混合器混合管内沿管壁向前移动的同时,被迫沿扭旋叶片产生旋转运动,其旋转轴心为管中心.除此之外,流体还有一种自身旋转运动, 即绕半圆形截面的水力学中心作环行旋转.而且专家们研究发现,流体的这种自旋转方向正好同扭旋叶片的扭旋方向相反.正是这种自旋转,使管内任一处的流体在向前移动的同时,不断沿该处的半径方向向管壁移动,实现径向混合.由于相连的叶片之间错开900夹角,且扭旋方向发生改变,使流体在流入下个扭旋叶片时被迫发生翻动,湍动程度增加, 加强了混合管的径向混合作用.1.2SV型静态混合器SV型静态混合器每一个混合单元是由一组平面斜角为45.的波纹片交错重叠组成.它对流体主要有切割作用和分散混合作用.流体流入每一个单元,入口处的波纹片都对流体产生切割,a个波纹片将流体分割成a+l层,流入下一混合单元时,波纹片互相错开90.,流体再一次被切割.显然,流经,1个混合元件后,流体被分割成份.(口+1)"(3)当a,,l较大时,是一个非常大的数,所以,SV型混合器能将流体切割成很多微小的液滴.流体在每一个混合单元内沿波纹片的沟槽流动,重叠的波纹片间沟槽错开为90.,沟槽交叉处可视为一混合小池.流体在混合小池内实现混合后,分散成两股沿沟槽分别流入下一个混合小池,同另一股流体进行混合,再分散流入下一个小池,反复不断以实现流体的分散混合.而且相邻单元波纹片所在平面交叉成90.,使流体在流动中流动平面发生变化,形成空间三维流动,使流体能更好实现混合. 2静态混合器的实际应用由于静态混合器有许多独到的优点,现在许多工厂,实验室在进行混合,传热,萃取,吸收,乳电大理工总第226期化等单元操作时大胆使用静态混合器替代原有设备,都取得理想效果.下边介绍几则实例.广东茂名石油公司炼油厂在进行923油产沥青同减四抽出油混合器时,采用凯尼斯型静态混合器代替低温往复泵,不仅混合效果良好,而且降低成本,减少能耗,没有污染.上海化工研究院在用水冷却热空气时,使用SV.5/80型静态混合器对传热进行强化.测定结果表明,在1.7m/s～4.4m/s的流速范围内,混合器的传热系数是空管的7～8倍,大大提高了传热效率.镇海石化总厂用传统的填料式萃取塔和筛板式萃取塔用水从C烃中萃取甲烷,传质强度低,萃取级效率也不理想.后来采用SV型静态混合器取代传统设备,使传质强度提高500倍以上,萃取级效率接近l,进料C4烃中甲烷含量400～600ppm经一级萃取后即可达到要求(小于30ppm).日本东丽人造丝公司使用dg=20ml/l的Hi型混合器代替曝气槽内吹送空气的喷头,在压力为l～1.4kgf/cm.,流速为1.32～2.38m/s时,使溶存氧和氧的吸收效率都大大提高,并且降低能耗达50%.厦门鱼肝油厂原来使用均化器制备鱼肝油,后同上海化工研究院一起研究使用SV-2.3/20型静态混合器替代传统设备.在u--0.87m/s时用4096鱼肝油, 0.9%西胶,55.5%的蒸馏水,1.2%乳化剂混合配制鱼肝油,生产能力由原来200kgna,提高到800～l000 kgna,压降由300kgf/cm下降到123kgf/cm,设备成本由2万元降到l万元.南京化工厂二氯苯氯化需要230.c,120～130kgf/cm.高压条件下进行,采用SV-2.3/20型静态混合器做高压管道反应器,不仅降低成本,而且由混合元件使氨水和二氯苯得以良好的混合,保证反应正常进行.由于静态混合器的优点和在生产中的广泛运用,许多科学家对静态混合器的研究和开发做了大量工作,取得了很多经验性的结论,但目前静态混合器管内流体阻力降的计算式和传热效率都缺乏理论依据.因此,如何建立管内流体流动模型,从理论上导出流动阻力降和传热效率的计算式正是目前许多学者探索的方向.|-}考文献【1]S.J,Chen.PressureDropintheStaticMixerUnit:38(1996) 【2】叶培德.静态混合器.广州化工.1987(1).【3】朱慎林.螺旋型静态混合器的试验及应用.石油化工设备.1986(7).(上接第26页)使得计算机在启动时不检测F4,F8的请求,从而限制了客户不能中断DOS的引导过程.以下是一个工作站的config.sys和autoexec.bat的配置案例如下:Config.sys的配置:DEVICE=himem.sysDEVICE=EMM386.EXENoEMSX=DO00.DfF,,为各种板卡保留内存地址空间,如大屏,电话卡等devicehigh=break.sys/c//屏蔽F5,F8BREAK=OFFSW兀℃HES=/F/Ndos=umb,highlastdrive=Zfiles--40buffers=20FCBS--4,0Autoexec.batLHCTRLC.EXE//屏蔽rRI,+C或CTRL+BREAK,用户按这些键将导致死机!LHLSL.EXELHElO0BoDILHIPXoDILHVLMF:LOGINlong//直接登录乾隆用户③网络软件系统的版本其自身的安全等级.对于NetWare早期的版本存在一些安全漏洞,需要一些补丁程序加以修补.而NETWARE4.11达到了C2级安全标准,基本满足局域网安全要求.另外NetWare4.11缺省状态下开启了Bindery仿真方式(是为了与原有的3.x客户软件,应用兼容),入侵者仍有可能利用Bindery管理的弱点来攻击网络,因此,将客户端的软件升级到4.1l的NDS登录,将Bindery仿真关闭(或只在限定的OU或限定的服务器),这样,有助于提高系统的安全性.|-}考文献【l】吴企渊.计算机网络.北京:清华大学出版社,20o1(2).【2】张公忠.现代网络技术教程.北京:电子工业出版社.2000(1). 【3】洪志全,李自力.网络实用技术教程.北京:电子工业出版社,2000(8).。
静态混合器的种类和用途
静态混合器的种类和用途The manuscript was revised on the evening of 2021静态混合器百科名片静态混合器静态混合器是一种没有运动部件的高效混合设备，其基本工作机理是利用固定在管内的混合单元体改变流体在管内的流动状态，以达到不同流体之间良好分散和充分混合的目的。
目录简介静态混合器是20世纪70年代初开始发展的一种先进混合器，1970年美国凯尼斯公司首次推出其研制开发的静态混合器，20世纪80后，国内相关企业也纷纷投入研究生产，其中在乳化燃料生产方面也得到了很好的应用。
自20世纪70年代以来，静态混合器就已开始在化学工业、食品工业、纺织轻工等行业得到应用，并取得良好的成果。
但静态混合器作为一种专利产品，国内、国外都对此结构不但保密，而且制成一次性不可拆卸结构。
同时，固化剂和粘度相差很大（环氧树脂粘度是固化剂粘度的20～80倍），两流体在管路中流速又非常低，造成它们难以混合均匀。
静态混合器是一种先进的单元设备，和搅拌器不同的是，它的内部没有运动部件，主要运用流体流动和内部单元实现各种流全的混合以及结构特殊的设计合理性。
静态混合器与孔板柱、文氏管、搅拌器、均质器等其它设备相比较具有效率高、能耗低、体积小、投资省、易于连续化生产。
静态混合器中，流体的运动遵循着“分割-移位-重叠”的规律，混合过程的中起主要作用的是移位。
移位的方式可分为两大类：“同一截面流速分布引起的相对移位和“多通道相对移位”，不同型号混合器的移位方式也有所不同。
海泰美信HICHINE静态混合器不仅应用于混合过程，而且可以应用于与混合-传递有关的过程，包括气/气混合、液/液萃取、气/液反应、强化传热及液/液反应等过程。
静态混合器广泛应用于塑料、化工、医药、矿冶、食品、日化、农药、电缆、石油、造纸、化纤、生物、环保等多个行业。
由于该产品耗能低、投资省、效果好、见效快，为用户带来了可观的经济效益。
原理静态混合器静态混合器的工作原理，就是让流体在管线中流动冲击各种类型板元件,增加流体层流运动的速度梯度或形成湍流,层流时是“分割-位置移动-重新汇合”，湍流时，流体除上述三种情况外，还会在断面方向产生剧烈的涡流，有很强的剪切力作用于流体，使流体进一步分割混合，最终混合形成所需要的乳状液。
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了不同结构参数对该种混合器混合效能的影响， 以 优化其结构， 为工程化应用提供技术支持。 １ 试验装置和方法 １ １ 工艺流程 试验采用静态混合、 隔板絮凝、 斜板沉淀常规处
３ 理工艺（ 见图 １ ） ， 设计处理量为 ２ ５ｍ ／ ｈ 。
１ ３ 分析项目与方法 采用水下摄影仪进行摄像， 利用物理影像法测 算出相应的絮体分形Байду номын сангаас数（ Ｄ ） 和有效粒径（ ｄ ） ； 采 ｆ ｆ
中国给水排水 Ｖ ｏ ｌ ． ２ ５Ｎ ｏ ． ９ 第２ ５卷 第 ９期 Ｍ ａ ｙ ２ ０ ０ ９ ２ ０ ０ ９年 ５月 Ｃ Ｈ Ｉ Ｎ ＡＷＡ Ｔ Ｅ Ｒ＆ＷＡ Ｓ Ｔ Ｅ ＷＡ Ｔ Ｅ Ｒ
同心列管式静态混合器的结构参数与应用性能研究
李伟光１， 王广智１， 南 军１， 时文歆１， 徐立群２， 李 楠３， 刘希邈２
（ １ ． 哈尔滨工业大学 市政环境工程学院，黑龙江 哈尔滨 １ ５ ０ ０ ９ ０ ；２ ． 长春立源水处理技术 有限责任公司，吉林 长春 １ ３ ０ ０ ２ ２ ；３ ． 城市水资源开发利用 ＜ 北方 ＞ 国家工程研究中心， ５ ０ ０ ９ ０ ） 黑龙江 哈尔滨 １ 摘 要： 同心列管式静态混合器利用管道边壁的边界层作用， 强化形成准均匀各向同性涡 旋， 实现快速混合作用。试验结果表明， 同心列管间距为 １ ０ ０ｍ ｍ 、 列管段数为 ３ 、 列管段间设置导 流锥的同心列管式混合器的混合效果最优。与普通孔板式混合器相比， 在相同操作条件下可以节 省１ ５ ． ８ ％的絮凝剂用量， 同时使絮体的分形维数和粒径分别提高了 １ １ ． ８ ％和 ５ ２ ． ６ ％， 降低沉后水 浊度达 ２Ｎ Ｔ Ｕ左右。 关键词： 给水处理； 静态混合器； 同心列管； 导流锥； 分形维数； 絮体粒径 中图分类号：Ｔ Ｕ ９ ９ １ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ ０ ０ ０－ ４ ６ ０ ２ （ ２ ０ ０ ９ ） ０ ９－ ０ ０ ３ ３－ ０ ４
基金项目：国家自然科学基金资助项目（ ５ ０ ６ ７ ８ ０ ４ ７ ） ； 国家科技支撑计划重点项目（ ２ ０ ０ ６ Ｂ Ａ Ｊ ０ ８ Ｂ ０ ９ ）
·３ ３ ·
第２ ５卷 第 ９期 中 国 给 水 排 水 ｗ ｗ ｗ ． ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｇ ａ ｓ ｈ ｅ ａ ｔ ． ｃ ｏ ｍ
*+,-
０ ％的聚合氯化铝（ Ｐ Ａ Ｃ ） ， 投量为 １ ０～ ２ ５ 絮凝剂为 １
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图３ 出水浊度的对比 Ｆ ｉ ｇ ． ３ Ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎｏ ｆ ｔ ｕ ｒ ｂ ｉ ｄ ｉ ｔ ｙｏ ｆ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｅ ｄｗ ａ ｔ ｅ ｒ
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３ ］ 增强， 其超负荷运转能力可达 １ ０ ０ ％［ 。笔者研究
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图２ 同心列管式混合器的结构 Ｆ ｉ ｇ ． ２ Ｓ ｃ ｈ ｅ ｍ ａ ｔ ｉ ｃｄ ｉ ａ ｇ ｒ ａ ｍｏ ｆ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ｉ ｃｔ ｕ ｂ ｅ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃｍ ｉ ｘ ｅ ｒ ｓ 表１ 同心列管式静态混合器的结构参数 Ｔ ａ ｂ ． １ Ｐ ａ ｒ ａ ｍ ｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｆ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ｉ ｃｔ ｕ ｂ ｅ ａ ｒ ｒ ａ ｙｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃｍ ｉ ｘ ｅ ｒ ｓ 混合器 管束间距 ／ ｍ ｍ 导流锥 Ａ ２ ５ 无 Ｂ ５ ０ 无 Ｃ ５ ０ 有 Ｄ １ ０ ０ 有 Ｅ １ ５ ０ 有
生水解吸附或架桥之前就迅速完全均匀地扩散到水 中， 以便同最大数量的胶体和悬浮物进行接触反应， 故混合要求快速和剧烈搅拌
［ ２ ］
验运行 １ ２ｈ ， 取样时间间隔为 １ｈ 。
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。同心列管式混合
器是在孔板式混合器的基础上开发研制的新型混合 设备， 是对普通列管式混合器的改进型设备。它在 流道中设置列管， 水流经列管时， 在管道边壁的边界 层作用下形成准均匀各向同性紊流， 产生空间分布 均匀、 可控密度、 可控尺度的涡旋， 实现快速混合作 用。同心列管式静态混合器解决了孔板式混合器需 要较大流场空间、 混合效果受设备尺寸影响较大、 设 备易堵塞等不足， 具有结构简单、 成本低廉、 高效节 能等优点。同时， 其对负荷变化的适应性也有很大
由图 ３可见， 设备运行 ２ｈ后出水浊度趋于稳 定。在投药量、 流量、 原水浊度以及其他操作条件基 本相同的情况下， Ｃ 、 Ｄ型混合器的出水浊度较为接 近， 均略高于 ３Ｎ Ｔ Ｕ ， 其中 Ｃ型混合器的出水浊度最 Ａ型混合器的出水浊度略低于 ４Ｎ Ｔ Ｕ ； Ｂ型、 Ｅ 低；
试验用水取自某水库， 试验期间其浊度较高， 最大为 ８ ５Ｎ Ｔ Ｕ ， 平均为 ２ ４Ｎ Ｔ Ｕ ， ｐ Ｈ值为 ６ ． ５左右。 ｍ ｇ ／ Ｌ ； 助凝剂为０ ． １ ％的阴离子型聚丙烯酰胺 （ Ｐ Ａ Ｍ） ， 投量为 ０ ． ３ｍ ｇ ／ Ｌ 。 １ ２ 静态混合器 不同结构的混合器均采用不锈钢制作， 絮凝反 应池及斜板沉淀池的结构及操作参数保持不变， 混 合器使用 ５种不同间距与长度的同心直列管束结构 形式。混合器内置直列管束的间距分别取 ２ ５ 、 ５ ０ 、 １ ０ ０ 、 １ ５ ０ｍ ｍ ， 同心列管均布于混合器主管内， 通过 改变管径和增加导流锥形成不同结构形式的直列式 混合器， 其结构及参数如图 ２和表 １所示。列管混 合器总长为 ３ｍ ， 内径为 ３ ０ ０ｍ ｍ ， 混合时间为 ３ｓ ， 设 计流速为 １ｍ／ ｓ ， 设计水头损失 ＜ ４ ． ９ｋ Ｐ ａ 。在絮凝 反应池的第一反应区出口设取样及测试点， 每组试
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用便携式 ２ １ ０ ０ Ｐ浊度仪测定沉后水浊度。 ２ 结果与讨论 ２ １ 沉后水浊度 采用不同结构的混合器时沉后水浊度的对比见 图３ 。
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图１ 工艺流程 Ｆ ｉ ｇ ． １ Ｆ ｌ ｏ ｗｃ ｈ ａ ｒ ｔ ｏ ｆ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ
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（ １ ．Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍ ｕ ｎ ｉ ｃ ｉ ｐ ａ ｌ ａ ｎ ｄＥ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ，Ｈ ａ ｒ ｂ ｉ ｎＩ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｈ ａ ｒ ｂ ｉ ｎ １ ５ ０ ０ ９ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ．Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｃ ｈ ｕ ｎＬ ｅ ｅ ｙ ａＷ ａ ｔ ｅ ｒ Ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙＣ ｏ ．Ｌ ｔ ｄ ． ，Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｃ ｈ ｕ ｎ１ ３ ０ ０ ２ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ３ ．Ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇＲ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈＣ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｏ ｆ Ｕ ｒ ｂ ａ ｎＷ ａ ｔ ｅ ｒ Ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ，Ｈ ａ ｒ ｂ ｉ ｎ１ ５ ０ ０ ９ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ） Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃｔ ｕ ｂ ｕ ｌ ａ ｒ ｍ ｉ ｘ ｅ ｒ ｗ ｉ ｔ ｈｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ｉ ｃｔ ｕ ｂ ｅ － ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｓ ，ｓ ｅ ｍ ｉ － ｕ ｎ ｉ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｄｉ ｓ ｏ ｔ ｒ ｏ ｐ ｙ ｔ ｕ ｒ ｂ ｕ ｌ ｅ ｎ ｔ ｆ ｌ ｏ ｗｔ ａ ｋ ｅ ｓ ｐ ｌ ａ ｃ ｅｂ ｅ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｂ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｒ ｙ ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ｉ ｎｔ ｈ ｅ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｅ ｄｔ ｕ ｂ ｅ ，ｗ ｈ ｉ ｃ ｈｃ ａ ｎａ ｃ ｈ ｉ ｅ ｖ ｅ ｒ ａ ｐ ｉ ｄｍ ｉ ｘ ｉ ｎ ｇ ．Ｔ ｈ ｅｍ ｉ ｘ ｉ ｎ ｇｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｓ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍ ａ ｌ ｗ ｈ ｅ ｎｔ ｈ ｅｓ ｐ ａ ｃ ｅｂ ｅ ｔ ｗ ｅ ｅ ｎｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ｉ ｃｔ ｕ ｂ ｅ － ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｓ ｉ ｓ １ ０ ０ｍ ｍ ， ｔ ｈ ｅｎ ｕ ｍ ｂ ｅ ｒ ｏ ｆ ｔ ｕ ｂ ｅ － ａ ｒ ｒ ａ ｙｕ ｎ ｉ ｔ ｓ ｉ ｓ ３ ，ａ ｎ ｄｔ ｈ ｅｃ ｏ ｎ ｅ － ｓ ｈ ａ ｐ ｅ ｄｂ ａ ｆ ｆ ｌ ｅ － ｂ ｏ ａ ｒ ｄ ｓ ａ ｒ ｅｓ ｅ ｔ ｂ ｅ ｔ ｗ ｅ ｅ ｎｐ ｉ ｐ ｅ － ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｕ ｎ ｉ ｔ ｓ ．Ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｍ ｅ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ， ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｒ ｅ ｄｗ ｉ ｔ ｈｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｉ ｆ ｉ ｃ ｅ ｐ ｌ ａ ｔ ｅ ｍ ｉ ｘ ｅ ｒ ， ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ ｔ ｕ ｂ ｕ ｌ ａ ｒ ｍ ｉ ｘ ｅ ｒ ｗ ｉ ｔ ｈｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ｉ ｃｔ ｕ ｂ ｅ －ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｓｃ ａ ｎｓ ａ ｖ ｅａ ｂ ｏ ｕ ｔ １ ５ ． ８ ％ ｏ ｆ ｆ ｌ ｏ ｃ ｃ ｕ ｌ ａ ｎ ｔ ｄ ｏ ｓ ａ ｇ ｅ ，ｔ ｈ ｅｆ ｒ ａ ｃ ｔ ａ ｌ ｄ ｉ ｍ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎａ ｎ ｄ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅｓ ｉ ｚ ｅｏ ｆ ｆ ｌ ｏ ｃ ｓ ａ ｒ ｅ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｄｂ ｙ １ １ ． ８ ％ａ ｎ ｄ ５ ２ ． ６ ％，ａ ｎ ｄｔ ｈ ｅ ｔ ｕ ｒ ｂ ｉ ｄ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｄ ｉ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｅ ｆ ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ ｉ ｓ ｄ ｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｄｂ ｙ ２Ｎ Ｔ Ｕ ． Ｋ ｅ ｙｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ： ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ； ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃｍ ｉ ｘ ｅ ｒ ； ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ｉ ｃｐ ｉ ｐ ｅ －ａ ｒ ｒ ａ ｙ ； ｃ ｏ ｎ ｅ －ｓ ｈ ａ ｐ ｅ ｄｂ ａ ｆ ｆ ｌ ｅ － ｂ ｏ ａ ｒ ｄ ； ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ａ ｌ ｄ ｉ ｍ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ； ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅｓ ｉ ｚ ｅｏ ｆ ｆ ｌ ｏ ｃ 静态混合器是 ２ ０世纪 ７ ０年代发展起来的一种 １ ］ 新型高效化工单元设备 ［ 。快速静态混合器对水 处理的效果及能耗有着重要影响。由于混凝剂的水 解和缩聚反应速度很快， 所以应使混凝剂在尚未产