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混合機(攪拌機)選型的基本原則:

發布時間:2019/9/12 11:34:34  點擊次數:60

混合機(攪拌機)選型的基本原則

混合機選型時,首先要了解該混合操作過程在整個生產流程中所處的位置、混合目的、*終要求達到的混合度大小、粉粒體的物性和處理量,以及其他相應的工作條件。
這些工作條件主要包括:

1.間歇式還是連續式操作

2.物料是否對剪切敏感

3.有無腐蝕性或需要特殊的結構材料

4.是否允許粉粒體尺寸的減小

5.熱量的移出或加入

6.環境要求

7.混合機的維護清洗要求等。

同時還必須結合混合機本身的特性來選用合適的混合機型式。

一般情況下,可根據下列三個基本原則進行選型:

1. 根據混合過程的要求進行選型。

2. 根據混合物的質量要求選型。

3. 根據混合流程費用選型。

 一、根據混合過程的要求進行選型

混合機在選型時,很少僅僅根據一系列獨立實驗中得到的混合物質量來確定混合機型式。通常,要綜合考慮混合物質量和不同混合機類型對過程的相容性,初始選擇時首先將不相容的混合設備淘汰。這些相容性主要指以下內容:

1. 產品的純凈度
在很多工業加工過程中,產品的純凈度是*重要的,為避免批量操作之間的污染,每次使用后,混合設備必須徹底清洗。為適應這一條件,混合機內部形狀要光滑,內表面應進行高精度拋光處理,而且要易于清洗操作。為避免潤滑油可能產生的污染,軸承與密封件不應該與混合物直接接觸,或安放在混合物上面。轉筒式混合機——即常見的雙圓錐混合機、V型混合機等都能滿足上述的所有要求,具有簡單的外形,并且混合機內部與旋轉部分無接觸。
而帶有復雜葉輪裝置的低速對流混合設備,不僅存在著清洗問題,而且所有對流混合設備均存在混合物與潤滑表明接觸的可能性,如臥式螺帶混合機、錐形混合機等。此外,不少混合機也不適用于產品規格經常變動,并需徹底清洗的加工環境。

2. 混合機密閉性
混合機選型時,除要考慮能提供高純度的產品外,還必須考慮粉塵溢出并污染環境等環保問題。從健康、安全及經濟角度考慮,應盡可能減少粉塵溢出,將粉料全部密封在封閉的混合容器中操作。但加料和卸料操作時,密閉容器必須打開,此時將有一些細粉塵溢出彌散到周圍空氣中,也應采取相應措施盡量減少污染。

3. 粉碎作用
有時,混合機選型時還要考慮混合過程應避免或促使顆粒尺寸減小的問題,即混合機的粉碎作用。一般情況下,轉筒式混合機和低速對流式混合機的溫和操作,不致于造成明顯的粉碎;但高速葉輪沖擊顆粒的混合設備或有強烈剪切作用的混合設備具有較強的粉碎作用。因此,如果要求混合機的粉碎作用較小時,應避免選用高速葉輪類混合機,以及葉輪與混合機內壁間間隙很小的混合設備。

4. 溫升問題
帶有大量能量輸入的粉碎型混合機,可能會使混合物產生客觀的溫度上升。若混合機內混合物預熱會產生分解,則不宜選用該類混合設備。其中,個別情況下,采用高速葉輪混合機所形成的溫度升高,可用于使混合物某一成分趨近熔點,并保證混合物成分的物理黏結。

5. 磨損問題
對于研磨性能很強的顆粒,混合機的磨損問題比顆粒磨細更重要,甚至與這類混合物的飛灰接觸,都可能引起軸承損壞。在這方面,轉筒式混合設備具有較大的優越性,這是因為混合物與潤滑表面不相接觸,而且簡單的筒體壁面可采用耐磨損襯料涂層加以保護。

6. 混合濕粉料
濕粉料的混合可選用不依靠自然循環的對流式混合設備,即用強制對流混合設備。如在轉筒式混合機中增加濕度,為避免大量物料團聚結塊,可在混合機內加裝攪拌葉輪。

7. 連續操作
連續混合操作時,混合物規格不會經常變動,混合機的清洗功能也不太重要,關鍵是工作時間,具備連續裝料和卸料功能。
另外,連續式混合設備的設計標準也與間歇式混合設備有較大差別。主要表現為:在選用不同的加料控制系統類型情況下,連續式混合機有時希望在混合機內部有大量的返混發生。

二、根據混合物的質量要求選型:

混合物的混合質量與混合機效率兩者之間是相輔相成的,只有有了混合物的混合質量,才有混合設備的效率。而比較混合機效率的*合理基準是平衡混合物的質量。不同混合機達到這一平衡條件所需的時間有很大差異,可以采用一種標準混合物,通過比較各混合機的性能來綜合評價其效率。

以擴散混合或剪切混合作用為主要混合機理的混合設備,常會出現分級,而以對流混合起主要作用的混合設備,則較少出現分級。任何一種依靠轉動或攪拌作用的混合機,例如旋轉殼體或垂直攪拌混合器都可產生相當程度的分級,但螺帶裝攪拌裝置等有鏟式葉輪的混合機可減小分級傾向。

另外,分級程度還取決于組分特征。加入物料因過細或潮濕使流動性變差時,采用任何一種結構型式的混合機生產出的混合物質量都不會有太大差異。此時,結構選型將主要根據價格及過程的要求而定。但如果物料流動性好,并有較寬的篩分,則必須從不會發生分級現象的混合機中選型,以獲得*佳的混合效果。

在選用用于黏性粉料的混合機時,主要應考慮混合速率,他比平衡混合物的質量更為重要。而且須注意的是,同一混合機其不同方向的混合速率有可能是不一樣的,如轉筒類的混合機徑向混合速度相對較快,而軸向混合速度則較慢。但對于流動性能好的混合物,因單個顆粒的移動性能較強,故混合速率與起始加料方式的關系不大。

同時,評價混合機性能時,還不能忽略混合器必須完全卸空這一操作特點,這是因為排空操作常設計顆粒在傾斜表面上的向下擴散,并且經常牽涉到混合物主體的剪切作用,而這些因素將促使分級,所有有可能使原來在混合機內為高質量的混合物因卸料過程而被破壞。

 三、根據混合流程費用選型:

若有兩種或兩種以上的混合機,既能滿足過程的要求,又能保證混合物質量,則*終的混合機選擇將取決與混合操作的單位成本。此時,全面、正確地估算混合費用就顯得尤為重要。通常,粉料混合只占全部產品生產費用的很小百分比,只有因產品不合規格而耗費較長生產時間時,混合才成為代價較大的過程。
因此,選擇既能滿足混合物質量規格的要求,又能與整個過程*協調的混合設備,比操作費用的少量節省更為重要。

混合過程的費用可分解為三部分:A、投資折舊; B、能量消耗; C、勞動工資。

對于粉粒料的間歇混合過程來說,選用對流式混合機與選用轉筒式混合機的單位運轉費用之間的差異甚小。在決定混合過程總費用中,大多數情況,勞動工資費用是占支配地位,任何能夠降低勞動含量的措施,均能促使單位操作費用明顯降低。

降低勞動含量的措施之一是降低混合循環的操作頻率,即適當加大*低工藝流程容量,也就是適當增加混合機的安裝容量。但勞動力節省的結果將導致折舊費用的增加,因此需要對循環時間做出優選。如對于較低混合速率的混合機來說,適當的超容量設計是無可非議的。

降低勞動含量的第二個措施是采用連續化混合操作。在這種情況下,勞動力消耗很低,混合機的主要作用是作為緩沖容器,以消除組分加料速率的波動。而且連續化混合操作在降低勞動費用的同時,不會提高折舊費用。但必須強調的是當重點放在控制顆粒由儲存體系到設備的流動時,輔助設備的費用將上升

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