攪拌設備

第1章　緒論

第2章　攪拌過程與攪拌器選型
　2.1　概述 / 4
　2.2　攪拌過程分類以及對攪拌的要求 / 5
　　2.2.1　互溶液體的攪拌 / 5
　　2.2.2　不互溶液體的攪拌 / 5
　　2.2.3　固-液相的攪拌 / 6
　　2.2.4　氣-液相的攪拌 / 7
　　2.2.5　高黏流體的攪拌 / 8
　2.3　攪拌物料與流變特性 / 8
　　2.3.1　牛頓型流體 / 9
　　2.3.2　非牛頓型流體 / 9
　2.4　攪拌器特性與攪拌操作目的 / 10
　　2.4.1　攪拌器與流動狀態(tài) / 11
　　2.4.2　攪拌器的排出性能、剪切性能與混合性能 / 15
　　2.4.3　攪拌器性能與槽徑的幾何關系 / 19
　　2.4.4　攪拌操作的目的 / 21
　2.5　攪拌器的選型 / 22
　　2.5.1　典型攪拌器的型式 / 23
　　2.5.2　新型攪拌器及其應用 / 32
　　2.5.3　攪拌附件 / 39
　　2.5.4　攪拌器型式的選擇原則 / 42
　2.6　攪拌裝置的安裝型式 / 46
　　2.6.1　立式容器中心攪拌 / 46
　　2.6.2　偏心式攪拌 / 46
　　2.6.3　傾斜式攪拌 / 47
　　2.6.4　底入式攪拌 / 47
　　2.6.5　臥式容器攪拌 / 48
　　2.6.6　臥式雙軸攪拌 / 48
　　2.6.7　側入式攪拌 / 49
　　2.6.8　組合式攪拌 / 50
　　2.6.9　管道式攪拌 / 50
　參考文獻 / 51

第3章　均相攪拌混合
　3.1　攪拌功率 / 53
　　3.1.1　概述 / 53
　　3.1.2　攪拌功率特征數的定義 / 54
　　3.1.3　算圖法計算功率N p / 55
　　3.1.4　計算攪拌功率用的公式 / 62
　3.2　流動混合 / 82
　　3.2.1　概述 / 82
　　3.2.2　循環(huán)次數和翻轉次數 / 84
　　3.2.3　混合速率和混合效率 / 84
　　3.2.4　湍流域多層葉輪的混合 / 87
　　3.2.5　新型寬黏度域攪拌器的混合速率 / 88
　3.3　攪拌傳熱 / 89
　　3.3.1　概述 / 89
　　3.3.2　熱載體側的表面?zhèn)鳠嵯禂?/ 90
　　3.3.3　被攪液側的表面?zhèn)鳠嵯禂?/ 95
　　3.3.4　高黏度流體的刮壁式傳熱 / 104
　　3.3.5　一些常用的傳熱數據 / 110
　3.4　攪拌脫揮 / 112
　　3.4.1　臥式攪拌脫揮設備 / 113
　　3.4.2　刮板薄膜脫揮器 / 115
　　3.4.3　攪拌脫揮的技術比較 / 118
　參考文獻 / 119

第4章　非均相攪拌混合
　4.1　固液懸浮 / 122
　　4.1.1　過程特征 / 122
　　4.1.2　攪拌設備選擇 / 124
　　4.1.3　攪拌器的工藝設計 / 125
　　4.1.4　帶導流筒的攪拌釜 / 128
　　4.1.5　固液傳質 / 130
　4.2　液液分散 / 130
　　4.2.1　過程特征 / 130
　　4.2.2　液液攪拌釜的分散特性 / 131
　　4.2.3　液液分散攪拌功率計算 / 133
　　4.2.4　槳型選擇與釜體結構 / 135
　4.3　氣液分散 / 136
　　4.3.1　過程特征 / 136
　　4.3.2　氣液攪拌釜的分散特性 / 137
　　4.3.3　氣液攪拌釜的傳質特性 / 140
　　4.3.4　通氣狀態(tài)攪拌功率計算 / 141
　　4.3.5　攪拌器型式的選擇 / 145
　4.4　氣液固三相混合 / 145
　　4.4.1　過程特征 / 145
　　4.4.2　氣液固三相攪拌釜的混合特性 / 146
　　4.4.3　氣液固三相攪拌釜的傳質特性 / 148
　　4.4.4　攪拌槳的選型 / 150
　4.5　粉體混合 / 150
　　4.5.1　粉體混合的過程特點 / 150
　　4.5.2　粉體基本物理量的表征 / 151
　　4.5.3　粉體混合設備的選擇及設計 / 156
　參考文獻 / 162

第5章　攪拌混合設計新技術
　5.1　流場測量技術 / 166
　　5.1.1　粒子圖像測速技術 / 166
　　5.1.2　激光誘導熒光技術 / 175
　5.2　攪拌釜的CFD 模擬 / 182
　　5.2.1　攪拌釜的CFD 方法 / 182
　　5.2.2　動量傳遞特性的CFD 模擬 / 183
　　5.2.3　熱量傳遞特性的CFD 模擬 / 186
　　5.2.4　質量傳遞特性的CFD 模擬 / 187
　　5.2.5　化學反應的CFD模擬 / 189
　5.3　流固耦合 / 190
　　5.3.1　攪拌槽內流固耦合簡介 / 190
　　5.3.2　流固耦合方法的原理和實施 / 191
　　5.3.3　流固耦合的研究進展 / 193
　　5.3.4　流固耦合的研究展望 / 198
　參考文獻 / 198

第6章　攪拌設備的放大技術
　6.1　放大設計的基本原則 / 202
　6.2　幾何相似放大法 / 203
　　6.2.1　方法概要 / 203
　　6.2.2　不同攪拌目的時的放大準則 / 203
　　6.2.3　采用不同放大準則時混合參數的變化規(guī)律 / 205
　　6.2.4　采用不同放大準則時傳熱系數的變化規(guī)律 / 206
　　6.2.5　由實驗確定幾何相似放大準則 / 207
　　6.2.6　按整體流速設計互溶液體的混合設備 / 208
　6.3　非幾何相似放大法 / 208
　　6.3.1　方法概要 / 208
　　6.3.2　攪拌式聚合反應器的非幾何相似放大實例 / 209
　　6.3.3　非幾何相似放大法的技術要點 / 214
　參考文獻 / 217

第7章　攪拌槳與攪拌軸的設計
　7.1　攪拌槳的設計 / 218
　　7.1.1　攪拌槳的結構 / 218
　　7.1.2　攪拌槳的強度計算 / 225
　7.2　攪拌軸的設計 / 234
　　7.2.1　攪拌軸載荷分析 / 234
　　7.2.2　攪拌軸的強度計算 / 236
　　7.2.3　攪拌軸的撓度及剛度計算 / 247
　　7.2.4　有關強度和剛度的一些設計問題補充 / 249
　　7.2.5　臨界轉速 / 250
　參考文獻 / 271

第8章　驅動裝置
　8.1　驅動方式及選型 / 272
　　8.1.1　減速機的選擇 / 273
　　8.1.2　聯軸器 / 276
　8.2　機架與軸承 / 278
　　8.2.1　機架 / 278
　　8.2.2　中間軸承及底軸承 / 280
　8.3　磁力傳動器 / 282
　　8.3.1　磁力傳動器的工作原理 / 283
　　8.3.2　磁力傳動器的結構 / 283
　　8.3.3　磁轉矩計算 / 285
　　8.3.4　磁力傳動器的技術特點 / 286
　　8.3.5　磁力傳動器的設計步驟 / 287
　8.4　電機 / 287
　　8.4.1　電機的類型 / 287
　　8.4.2　電機選用的主要依據 / 288
　　8.4.3　電機額定功率 / 288
　　8.4.4　電機的防護等級 / 290
　　8.4.5　爆炸性危險環(huán)境電機的選擇 / 291
　　8.4.6　電機的絕緣等級 / 295
　　8.4.7　電機的安裝結構型式 / 295
　　8.4.8　電機的能效等級 / 296
　參考文獻 / 296

第9章　軸封
　9.1　填料密封 / 297
　　9.1.1　填料密封的原理 / 297
　　9.1.2　填料密封的結構 / 297
　　9.1.3　填料及潤滑和裝填 / 298
　　9.1.4　釜用填料密封的設計選型 / 300
　9.2　機械密封 / 302
　　9.2.1　機械密封的原理 / 302
　　9.2.2　機械密封的分類及特點 / 303
　　9.2.3　機械密封選用基本原則 / 306
　　9.2.4　攪拌器用機械密封泄漏量、檢驗及安裝標準 / 307
　9.3　常用攪拌器用機械密封輔助系統(tǒng)選用 / 309
　　9.3.1　概述 / 309
　　9.3.2　系統(tǒng)方案介紹 / 309
　　9.3.3　附注 / 312
　參考文獻 / 313

第10章　攪拌罐結構設計
　10.1　罐體的尺寸確定及結構選型 / 314
　　10.1.1　罐體的長徑比和裝料量 / 314
　　10.1.2　攪拌罐結構選型 / 316
　10.2　頂蓋的結構及強度計算 / 319
　　10.2.1　頂蓋 / 319
　　10.2.2　底座結構 / 320
　10.3　傳熱部件的結構及強度計算 / 321
　　10.3.1　夾套 / 321
　　10.3.2　蛇管 / 333
　10.4　工藝接管及觀測部件 / 336
　　10.4.1　加料管 / 336
　　10.4.2　壓出管 / 337
　　10.4.3　卸料管 / 338
　　10.4.4　溫度計套管 / 338
　　10.4.5　保溫視鏡 / 338
　　10.4.6　保溫接管 / 339
　參考文獻 / 340

第11章　典型工業(yè)裝置用攪拌器
　11.1　抗生素原料藥裝置用攪拌器 / 341
　　11.1.1　抗生素原料藥生產工藝 / 341
　　11.1.2　發(fā)酵罐攪拌 / 342
　　11.1.3　結晶罐攪拌 / 344
　11.2　生物質（厭氧發(fā)酵）裝置用攪拌器 / 346
　　11.2.1　工藝流程 / 346
　　11.2.2　纖維素乙醇（SHF工藝） 裝置用攪拌器概要 / 347
　　11.2.3　攪拌器的特點和選用 / 348
　11.3　精對苯二甲酸裝置用攪拌器 / 350
　　11.3.1　INVISTA工藝流程 / 350
　　11.3.2　INVISTA工藝裝置用攪拌器概要 / 351
　　11.3.3　INVISTA工藝攪拌器的特點和選用 / 352
　　11.3.4　AMOCO工藝技術氧化反應器、結晶器及攪拌器結構 / 354
　　11.3.5　MPC工藝技術氧化反應器及攪拌器結構 / 355
　　11.3.6　三家工藝技術氧化反應器及其攪拌器比較 / 355
　11.4　聚氯乙烯裝置用攪拌器 / 356
　　11.4.1　PVC懸浮法聚合用攪拌器 / 356
　　11.4.2　PVC糊樹脂聚合用攪拌器 / 361
　　11.4.3　PVC本體法聚合用攪拌器 / 362
　　11.4.4　PVC攪拌聚合釜的通用標準 / 363
　11.5　聚乙烯裝置用攪拌器 / 363
　　11.5.1　淤漿法CX工藝裝置用攪拌器 / 364
　　11.5.2　氣相法Unipol工藝裝置用攪拌器 / 367
　11.6　聚丙烯裝置用攪拌器 / 370
　　11.6.1　聚丙烯（PP）裝置工藝流程 / 370
　　11.6.2　聚丙烯（PP）裝置用攪拌器概要 / 372
　　11.6.3　聚丙烯（PP）裝置用攪拌器的特點 / 372
　　11.6.4　聚丙烯（PP）裝置典型攪拌器的特點及選型 / 373
　11.7　ABS裝置用攪拌器 / 378
　　11.7.1　工藝流程 / 378
　　11.7.2　ABS裝置用攪拌器概要 / 378
　　11.7.3　攪拌器的特點和選用 / 379
　11.8　乙丙橡膠裝置用攪拌器 / 382
　　11.8.1　工藝流程 / 382
　　11.8.2　裝置主要攪拌器概要 / 383
　　11.8.3　攪拌器的特點和選用 / 384
　11.9　丁基橡膠裝置用攪拌器 / 388
　　11.9.1　工藝流程 / 388
　　11.9.2　丁基橡膠裝置用攪拌器概要 / 389
　　11.9.3　攪拌器的特點和選用 / 389
　11.10　燒堿裝置用攪拌器 / 394
　　11.10.1　燒堿裝置的工藝流程 / 394
　　11.10.2　燒堿裝置用攪拌器概要 / 395
　　11.10.3　燒堿裝置用的攪拌器的基本特點 / 397
　　11.10.4　燒堿裝置用攪拌器的耐蝕特點 / 398
　11.11　鈦白粉裝置用攪拌器 / 399
　　11.11.1　鈦白粉裝置工藝流程介紹 / 399
　　11.11.2　硫酸法鈦白粉裝置用攪拌器 / 402
　　11.11.3　氯化法制鈦白粉裝置用攪拌器 / 406
　11.12　濕法冶金裝置用攪拌器 / 410
　　11.12.1　加壓浸出濕法冶金工藝流程 / 411
　　11.12.2　濕法冶金裝置用攪拌器概要 / 412
　　11.12.3　濕法冶金裝置用攪拌器的特點 / 412
　　11.12.4　濕法冶金裝置用攪拌器的選用 / 413
　11.13　磷酸磷銨裝置用攪拌器 / 417
　　11.13.1　磷酸裝置用攪拌器 / 418
　　11.13.2　磷銨裝置用攪拌器 / 425
　11.14　煤化工固定床加壓氣化裝置用攪拌器 / 428
　　11.14.1　碎煤加壓氣化爐布煤破黏結裝置 / 429
　　11.14.2　鹽水制備沉降器 / 431
　　11.14.3　轉盤萃取塔 / 433
　　11.14.4　初焦油分離器 / 435
　11.15　煤化工氣流床水煤漿氣化裝置用攪拌器 / 436
　　11.15.1　工藝流程簡介 / 436
　　11.15.2　裝置用攪拌器概要 / 437
　　11.15.3　裝置用攪拌器的特點 / 437
　　11.15.4　裝置用攪拌器的選用 / 437
　11.16　煤化工氣流床氣化裝置灰水處理用攪拌器 / 439
　　11.16.1　灰水處理工藝流程 / 439
　　11.16.2　結構特點 / 440
　　11.16.3　攪拌器的選用 / 441
　11.17　煤制乙二醇裝置用攪拌器 / 442
　　11.17.1　煤制乙二醇裝置工藝流程 / 442
　　11.17.2　乙二醇裝置中攪拌器的應用 / 442
　　11.17.3　乙二醇裝置中用攪拌器的特點 / 443
　　11.17.4　乙二醇裝置中用攪拌器的選用 / 444
　參考文獻 / 448

第12章　攪拌設備的制造和檢驗
　12.1　零部件的加工和檢驗 / 449
　　12.1.1　軸的加工要求及在各種轉速下的直線度公差 / 449
　　12.1.2　攪拌器的加工要求和動、靜平衡精度 / 449
　　12.1.3　填料密封主要零部件的加工要求 / 450
　12.2　組裝和試驗 / 451

第13章　攪拌器的采購、安裝、試運行和驗收
　13.1　攪拌器的采購 / 452
　　13.1.1　攪拌器的采購程序 / 452
　　13.1.2　攪拌器采購程序中的技術工作 / 453
　13.2　攪拌器的安裝、試運行和驗收 / 458
　　13.2.1　攪拌器的安裝 / 458
　　13.2.2　攪拌器的試運行和驗收 / 460
　　13.2.3　攪拌器的故障分析和處理 / 465

附　錄
　附錄1　單位換算 / 467
　附錄2　常見液體的密度 / 469
　附錄3　國內部分城市海拔高度和大氣壓力 / 470
　附錄4　法蘭標準和公稱壓力等級對照 / 472
　附錄5　常用材料牌號對照 / 472
　附錄6　配管材料對照 / 474
　附錄7　國內主要攪拌器制造廠商通信地址 / 474
　附錄8　全國工程建設攪拌聯絡網成員單位 / 475