液-液混合器工艺设计.pdf

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1111总则总则总则总则本标准适用于热力厂常用液-液喷射式混合器的工艺设计。

常用液-液混合器包括喷射式混合器和静态混合器。

1.11.11.11.1喷射式混合器的适用范围喷射式混合器的适用范围喷射式混合器的适用范围喷射式混合器的适用范围喷射式混合器借助主流在混合器喷嘴产生压力降，抽进次流，既实现主流、次流的液-液混合，又可使混合后的液体压力高于次流。

喷射式混合器在油品的酸碱洗涤以及酸碱液的配制过程中使用较为普遍。

喷射混合器主要由喷嘴、接受室、混合室和扩散室等组成，如图2.1-1所示。

用于酸碱洗涤过程中通常有两种基本流程，如图（2.1-2a和b所示；图2.1-2a为循环流程，图2.1-2b）为一次通过流程。

炼油、热力厂在油品、气机润滑油、水处理碱洗过程中，采用循环流程较多。

图2.1-1喷射混合器结构示意图a）循环流程b）一次通过流程图2.1-2酸碱洗涤流程示意图2.2.2.2.2222喷射式混合器尺寸的确定喷射式混合器尺寸的确定喷射式混合器尺寸的确定喷射式混合器尺寸的确定徐州金方热力节能设备有限公司tel:

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22.2.1混合器压力降和混合器进出口压力的确定混合器的压力降P（主流在混合器入口处压力与混合器出口处压力差）关系到混合均匀的程度。

不同油品精制（酸碱洗涤）时，对混合器的压力降要求不同，对于碱洗、水洗过程，P可取0.030.1MPa；对于酸洗过程，P可取0.10.15MPa。

循环流程的示意图见图2.2.1。

图2.2.1循环流程示意图在循环流程中，次流在混合器入口处的压力PS可按式2.2.1-1计算。

PSPd-P1+10-6Hcpg（2.2.1-1）混合器出口处的压力可按式2.2.1-2计算：

PmPd+P2+10-6Hmg（2.2.1-2）式中：

PS次流在混合器入口处的压力，MPa；Pd沉降罐的操作压力，MPa；Pm混合器出口处的压力，MPa；P1次流入口管系压力降，MPa；P2混合器出口至沉降罐入口管系压力降，MPa；m输送温度下的混合液体密度，kg/m3；H沉降罐入口与混合器出口标高差，m；cp输送温度下的平均密度，kg/m3。

Hcph11+h22，（1、2近似为输送温度下的主流、次流密度），为简便，建议取cpm，g重力加速度，9.81m/s2。

在主流、次流混合比给定后可按式2.2.1-3计算混合液体重度m：

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3pspsmuu+=）1（2.2.1-3）uGGSP=（2.2.1-4）式中：

m输送温度下的混合液体密度，kg/m3；P输送温度下的主流密度，kg/m3；S输送温度下的次流密度，kg/m3；GP主流质量流量，kg/s；GS次流质量流量，kg/s；u混合比。

主流在混合器入口处的压力PP可按式2.2.1-5计算：

PPPm+P（2.2.1-5）式中：

PP混合器入口处的压力，MPa；Pm混合器出口处的压力，MPa；P混合器的压力降，MPa。

主流与次流的压差可近似按式2.2.1-6计算：

PPPP-PSPm+P-PSP1+P2+P（2.2.1-6）式中：

PP主流与次流压差，MPa；P1次流入口管系压力降，MPa；P2混合器出口至沉降罐入口管系压力降，MPa；P混合器的压力降，MPa。

2.2.2喷嘴出口截面积和直径喷嘴出口截面积可按下列近似公式计算：

PPPnPGA=211013（2.2.2-1）式中：

An喷嘴出口截面积，m2；GP主流质量流量，kg/s；1主流通过喷嘴处的流量系数，取0.95；P输送温度下主流密度，kg/m3；徐州金方热力节能设备有限公司tel:

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4PP主流与次流压差，MPa。

喷嘴直径dn按式2.2.2-2计算：

nnAd13.1=（m）（2.2.2-2）2.2.3圆柱形混合室截面积、直径的计算当给定混合比后，圆柱形混合室截面积可按下式计算：

ntAbaaA95.19.32+=（2.2.3-1）a=-0.975+1.19mP（1+u）2-0.78SPu2（2.2.3-2）b=1.19mP（1+u）2（2.2.3-3）式中：

At圆柱形混合室截面积，m2；An喷嘴出口截面积，m2；P、S、m分别为输送温度下主流、次流、混合液的密度，kg/m3；u混合比。

混合室直径dt为：

dt1.13tA（m）（2.2.3-4）2.2.4接受室锥体起始端直径在接受室锥体部分主流次流开始混合。

起始端的直径可按次流以1.01.5m/s的流速流经喷嘴与起始端截面之间的环形截面来确定，即可按式2.2.4计算。

5.10.1）2（785.022=+SddVniS（2.2.4）式中：

VS次流体积流量，m3/s；di起始端直径，m；dn喷嘴直径，m；S喷嘴壁厚，m。

2.2.5喷嘴出口至圆柱形混合室入口距离喷嘴出口至圆柱混合室距离LB的示意图见图2.2.5所示，用下式求出自由射流直径d及自由射流距离LC1、LC2，进而求出LB。

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5图2.2.5喷嘴出口至圆柱混合室距离LB的示意图当混合比u0.5：

uddn+=76.0083.04.3（2.2.5-1）32.029.076.0083.01nCduL+=（2.2.5-2）当混合比u0.5：

）1（55.1uddn+=（2.2.5-3）nCduL+=）704.037.0（1（2.2.5-4）当ddt时：

LB=LC1（2.2.5-5）当ddt时：

LB=LC1+LC2（2.2.5-6）12CitCLddddL=（2.2.5-7）式中：

LB喷嘴出口至圆柱形混合室入口距离，m；d自由射流直径，m；di起始端直径，m；dn喷嘴直径，m；dt混合室直径，m；LC1接受室锥体由dn变至d的距离，m；LC2接受室锥体由d变至dt的距离，m；u混合比；接受室收缩角之半。

2.2.6圆柱形混合室长度圆柱形混合室长度LC（见图2.1-1）是关系到混合好坏的关键尺寸。

依经验，当混合比u2时，可按下式计算：

LC（24）dt（2.2.6）徐州金方热力节能设备有限公司tel:

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6式中：

LC圆柱形混合室长度，m；dt混合室直径，m。

对于容易发生混合过度现象的过程（例如某些煤油、柴油的碱洗，易发生乳化），LC应取较小的值。

2.2.7扩散器的扩散角和长度扩散器的扩散角关系到扩散器的效果好坏，扩散角过小或过大，均会造成压头损失。

推荐取1015，此时扩散器的长度LD为：

22tgddLtmD=（2.2.7）式中：

LD扩散器的长度，m；扩散器的扩散角；dm喷射混合器出口直径；dt混合室直径，m。

2.2.8喷嘴锥体长度及收敛角为了缩短喷嘴锥体长度，推荐喷嘴收敛角为1015，此时喷嘴长度LA为：

22tgddLnpA=（2.2.8）式中：

LA喷嘴锥体长度，m；喷嘴收敛角；dP主流在喷嘴入口处直径，m；dn喷嘴直径，m。

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