[發明專利]用于液體混合的三級混合系統

有效

• 申請號: 201210315609.9
• 申請日: 2012-08-30
• 公開（公告）號: CN103657497A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 李宏;邢豐;鐘銘
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B01F13/10
• 分類號: B01F13/10;B01F3/14
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所(普通合伙) 31228
• 代理人: 楊丹莉

技術領域

本發明涉及一種混合裝置，尤其涉及一種液體混合裝置。

背景技術

在廢水處理過程中，預處理后的廢液及二次沉淀后的淤泥需要排入懸浮物池內添加高分子絮凝劑(PAM），進行絮凝反應。絮凝就是廢水經過與絮凝藥劑充分混合后，再進入絮凝池進行絮凝的過程。為去除廢水中的污染物，需要在水中投加適量的絮凝劑，經過一系列的混合、絮凝過程后，形成絮凝體，從而保證在后續的沉淀過程中具有良好的分離效果。絮凝過程可以分解成兩個階段：第一階段為快速混合過程；第二階段為緩慢的絮凝反應過程。以上兩個過程并沒有去除水中雜質顆粒，是為沉淀、過濾工藝創造必要條件。

當懸浮物液是一種固液兩相流時，高分子絮凝劑由于粘度高而不易分散到懸浮物液中。如果將絮凝劑直接添加在懸浮物池內，會減弱藥劑的絮凝效果造成藥劑的浪費，并使后續在濃縮池的沉降性能變差，最終導致板框出泥含水率提高。為了獲得最佳的絮凝效果，必須使絮凝劑溶液在懸浮物液中混合均勻。

目前一般藥劑的混合技術主要分靜態混合和動態混合兩種方式：

動態混合主要通過攪拌設備，其攪拌過程是通過槳葉的旋轉向攪拌槽內輸入機械能，從而使流體獲得適宜的流場形態，并在流場內進行動量、熱量和質量的傳遞或者進行化學反應的過程。機械攪拌的混合池長期以來被認為是一種效率高的混合設備，它的水流特點在于具有返混的性質。但攪拌設備一般運用于較小的反應槽內，如果懸浮池體積很大，單點投加絮凝劑效果就會較差，多點投加絮凝劑也難以控制劑量。

靜態混合器是相對動態混合器而提出的，它是借助流體管路的不同結構，得以在很寬的雷諾數范圍內進行流體的混合，而又沒有機械式可動部件的流體管路結構體，在管道內放置這種特別的、結構規則的構件，當兩種或更多種流體等物質通過這些構件時被不斷地切割和轉向，使之混合均勻。這種裝置可以安裝在懸浮物提升泵出口管道處，但當泵輸送的介質中含有大量的淤泥，其復雜的管路結構很容易使其內部發生堵塞。

靜態混合器中還有一種射流混合裝置。射流裝置由一個中心驅動噴嘴和一個環形的吸入通道組成，通過壓力水源驅動，吸入介質并混合，但其中心驅動噴嘴容易造成誘導流體的阻塞。

此外，水處理領域還有水力絮凝器。現在的水力絮凝形式多種多樣，有隔板反應器、旋流反應器、水力澄清器、脈沖澄清器、折板反應器、波紋板反應器、網格反應器等，其均存在制作安裝困難、容易堵塞、運行維護不便、絮凝效果受流量變化的影響等缺點。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于液體混合的三級混合系統，其應當能夠使高分子絮凝劑在固液兩相流中快速混合均勻，此外其還應當滿足結構簡單、方便實用的要求。

混合過程是在強制流動作用下通過主體擴散、湍流擴散和分子擴散，最終達到分子級均勻混合。剛加入的藥劑首先形成大尺度的渦旋微團，在湍流拉伸、剪切作用下，大渦旋分裂成較小尺度的渦旋，能量從大渦旋傳遞到小渦旋，小渦旋則向更小的渦旋傳遞，直到更小尺度，最后因粘性應力的作用耗散為熱。在這一過程中，水力條件對混合起決定性作用，因此如何控制水力條件，如何有效地消除大尺度渦旋，增加微小渦旋的比例，也就是如何增加顆粒碰撞次數，是能否提高混合效率的關鍵。

絮凝劑在與固液兩相流的混合中有其自身的條件，其一是混合均勻，使得固體顆粒有均等的機會活的合絮凝劑分子的聯接；其二是快速，一旦混合均勻，必須停止混合，保持流體的均勻流態，以免分子鏈廢破壞，影響后續沉降反應。

基于上述發明原理，為了達到本發明的目的，本發明提供了一種用于液體混合的三級混合系統，其包括：

一泵，所述泵內具有一攪拌葉輪；

一預混合裝置，其沿混合液體的流向設于所述泵的前方；

一后混合裝置，其沿混合液體的流向設于所述泵的后方；

其中，所述預混合裝置包括：

一管狀的外殼，沿混合液體的流向，該外殼的內壁具有依次銜接的一第一直段、一錐形段和一第二直段，所述第二直段的直徑小于第一直段的直徑，在所述第一直段上具有一環形的凹槽，所述外殼上還開設有一藥劑注入口，該藥劑注入口與所述凹槽導通；

一管狀的內套，其設于所述外殼內；所述內套具有一第一段和一第二段，所述第一段的外徑大于第二段的外徑，且第一段與所述外殼緊密固定連接，第二段與所述凹槽形成一藥劑緩沖區，所述內套的第二段還與外殼的第一直段形成一環形間隙，該環形間隙與所述藥劑緩沖區銜接并導通；

所述后混合裝置包括：