化工搅拌器的选型浅析

化工搅拌器的选型浅析

韦嘉川

广西博世科环保科技股份有限公司 广西南宁 530007

摘要：作为一种重要的化工生产设备，搅拌器在化工生产过程中起着极为重要的作用，是化工生产不可或缺的元素。本文从搅拌器的作用、分类、及各类搅拌器的优缺点出发，浅析化工搅拌器的基本选型。

关键词：化工生产，搅拌器，设备选型

Abstract: As an important chemical production equipment, agitator plays a very important role in chemical production and is an indispensable element in chemical production.This paper analyzes the basic selection of chemical agitator based on the function, classification, advantages and disadvantages of agitator.

Key words: Chemical production, agitator, equipment selection

搅拌器是一种使固体、液体、气体介质等强迫对流并均匀混合的器件。在化工生产中是比较觉且极为重要的化工设备，在化工工艺过程中有着重要的意义。搅拌器的作用，从目的来说主要有反应、混合、分离、传热等等。在溶液聚合和本体聚合的液相聚合反应装置中，搅拌器的主要作用是促进反应釜内物料流动，使物料均匀分布，增大传质和传热系数。在不互溶的液-液体系或固-液体系中，搅拌器可起到加速反应的作用,增加一物相混入另一物相的速度，接触面就会增大，物质就以较大的速度相互作用。某些情况下，搅拌器是在反应过程中创造良好条件的一个重要因素。搅拌器可提高传热系数，减少局部过热，避免加热过程中物质焦化。在高压聚乙烯的生产过程中，由于搅拌器的作用，物料在反应器内能够有 一定时间的停留，使催化剂在器内均匀分布，防止局部猛烈的聚合而造成爆炸。

1. 电机；2、减速机；3、联轴器；4、机架；5、安装底盖；6、搅拌轴；7、搅拌器（叶片）。

典型的机械搅拌装置

化工常用的搅拌器的类型，按浆叶形式可分为旋桨式搅拌器、涡轮式搅拌器、桨式搅拌器、锚式搅拌器、螺带式搅拌器；按安装方式可分为顶入式搅拌器和侧入式搅拌器。其中尤以顶入式的涡轮式搅拌器（齿轮叶片）和推进式搅拌器（浆状叶片）最为常见，搅拌器的类型、尺寸及转速，对搅拌功率在总体流动和湍流脉动之间的分配都有影响。一般说来，涡轮式搅拌器的功率分配对湍流脉动有利，而旋桨式搅拌器对总体流动有利。对于同一类型的搅拌器来说，在功率消耗相同的条件下，大直径、低转速的搅拌器，功率主要消耗于总体流动，有利于宏观混合。小直径、高转速的搅拌器，功率主要消耗于湍流脉动，有利于微观混合。

搅拌装置的设计选型与搅拌作业目的紧密结合。各种不同的搅拌过程需要由不同的搅拌装置运行来实现，在设计选型时首先要根据工艺对搅拌作业的目的和要求，确定搅拌器型式、电动机功率、搅拌速度，然后选择减速机、机架、搅拌轴、轴封等各部件。其大致的方法如下：　 　　1.按照工艺条件、搅拌目的和要求，选择搅拌器型式，选择搅拌器型式时应充分掌握搅拌器的动力特性和搅拌器在搅拌过程中所产生的流动状态与各种搅拌目的的因果关系。　 　　2.按照所确定的搅拌器型式及搅拌器在搅拌过程中所产生的流动状态，工艺对搅拌混合时间、沉降速度、分散度的控制要求，通过实验手段和计算机模拟设计，确定电动机功率、搅拌速度、搅拌器直径。　 　　3.按照电动机功率、搅拌转速及工艺条件，从减速机选型表中选择确定减速机机型。如果按照实际工作扭矩来选择减速机，则实际工作扭矩应小于减速机许用扭矩。　 　　4.按照减速机的输出轴头d和搅拌轴系支承方式选择与d相同型号规格的机架、联轴器　 　　5.按照机架搅拌轴头do尺寸、安装容纳空间及工作压力、工作温度选择轴封型式　 　　6.按照安装形式和结构要求，设计选择搅拌轴结构型式，并校检其强度、刚度。　 　　如按刚性轴设计，在满足强度条件下n/nk≤0.7　 　　如按柔性轴设计，在满足强度条件下n/nk>=1.3　 　　7.按照机架的公称心寸DN、搅拌轴的搁轴型式及压力等级、选择安装底盖、凸缘底座或凸缘法兰　 　　8.按照支承和抗振条件，确定是否配置辅助支承。　 　　在以上选型过程中，搅拌装置的组合、配置可参考(搅拌装置设计选择流程示意图)，配置过程中各部件之间连接关键尺寸是轴头尺寸，轴头尺寸一致的各部件原则上可互换、组合。

另外，在选型过程中，选择摆线性减速机还是齿轮减速机，也是困扰买方的一个因素，这两种减速机在使用过程中各有优缺点。

齿轮减速机的特点如下: 1、齿轮采用高强度低碳合金钢经渗碳淬火而成，齿面硬度达HRC58-62，齿轮均采用数控磨齿工艺，精度高，接触性好。 2、传动率高：单级大于96.5%，双级大于93%，三级大于90%。 3、运转平稳，噪音低。 4、使用寿命长，承载能力高。 5、易于拆检，易于安装。

摆线针轮减速机特点： 1.高速比和率单级传动，就能达到1：87的减速比，效率在90%以上，如果采用多级传动，减速比更大。 2.结构紧凑体积小 由于采用了行星传动原理，输入轴输出轴在同一轴心线上，使其机型获得尽可能小的尺寸。 3.运转平稳噪声低 摆线针齿啮合齿数较多，重叠系数大以及具有机件平衡的机理，使振动和嗓声限制在小程度。

总的来说，齿轮减速机比摆线减速机 价格贵 ，摆线相比齿轮减速机容易坏，但配件便宜，易于维修，维护。 齿轮减速机比较耐用，维护也简单方便，但是配件贵，维修成本相对较高。

目前行业上比较推荐齿轮减速机，虽然成本较高，但相对的使用寿命也比较长，维护维修的周期长。国内减速机行业，做得比较好的有国茂、泰隆 、通力等，国外的有SEW，住友等。国内搅拌装置的的厂家，在近年来也是百花齐放，但质量也是参差不齐，国内做得比较好的品牌有浙江长城，恒丰泰，江苏新宏大。国外的EKATO伊喀拓、LIGHTNIN莱宁、Miltonroy米顿罗、SATAKE佐竹、CHEMINEER凯米尼尔这些品牌，都是比较出名且口碑比较好的。

以上为化工搅拌器在选型过程中的一些建议，希望能在化工搅拌设备的选型采购过程中，起到一定的参考作用 。

参考文献：

[1]石油化工搅拌器工程技术规范 SH/T 3150-2016 中国石化出版社;

[2]刘亚，简述锡化工设计中搅拌器的选型[J],科技信息，2014，（8）；226，232;

[3]于兆滨.石油化工企业储罐搅拌方式的比较[J].2006