[发明专利]一种带有自混合功能的大型储罐及混合方法

说明书

技术领域

本发明属于一种带有自混合功能的大型储罐，尤其涉及一种带有自混合功能的大型储罐及混合方法。

技术背景

目前，化工生产中的己内酰胺重排工序的缓冲罐为Φ11000×7500的大型储罐，其容积为712m³左右，其物料成分为67.20％己内酰胺、28.96％水和3.84％硫酸铵，将物料送萃取塔前需将物料混合均匀。

传统的混合均匀的方法包括机械搅拌、气流搅拌和射流搅拌的方法。无论是哪一种方法都同时存在分子扩散、湍流扩散和主体对流扩散等不同的混合过程物质传递。若采用机械搅拌混合，罐的直径较大，搅拌器的螺旋桨片将会较大、扭矩较大，搅拌器的制作难度较大，同时，大型罐体内采用机械搅拌器难以兼顾宏观混合和微观混合，而且缺乏可靠放大设计经验，再考虑制造、材料、成本、运行可靠性等因素，采用机械搅拌器是不适宜的。

所采用气流搅拌，一是工作气体采用压缩空气，需消耗较大功率，而且空气清洁度差会影响产品质量。要使用洁净空气必然会额外增加净化付出的费用；二是随搅拌用空气逸出的挥发性物质的量会增大，不但会降低溶液中的相应物质的含量，对后续生产过程产生影响，还会由于挥发性物质的逸出，对环境造成不利影响。

虽然现有技术中已经采用射流混合的方式对液体进行混合，但针对大型储罐(容积都在350m³以下的瘦高型大型储罐)内溶液的混合效果仍然不好。如果是瘦高型的大型储罐，可以通过在不同高度处设置多层射流混合装置进行射流混合，而Φ11000×7500的大型储罐的直径达到11m，直径较大，而射流的射程是有限的，难以采用现有的射流混合方法进行混合。

综上所述，现有技术中针对Φ11000×7500等的大型储罐内的溶液的混合方法尚缺乏有效的解决方案。

发明内容

针对上述现有技术中存在的Φ11000×7500的大型储罐内的溶液无法混合均匀的技术问题，本发明提供了一种带有自混合功能的大型储罐，储罐的半径为10-12m，容积为550-750m³；罐体内壁沿周向均布有若干个静态喷射混合器，每个静态喷射混合器距离罐底0.4-0.8m，每个静态喷射混合器向上倾斜设置，与水平方向的夹角为27-35°；

静态喷射混合器包括引射流流通管道和混合流流通管道，引射流流通管道的一端为引射流入口，另一端为喷嘴；混合流流通管道的一端设置有流体入口，另一端为混合流出口，喷嘴端嵌套在混合流流通管道的流体入口端的内部；

所述流体入口为在混合流流通管道上对称设置的至少两个缺口。

通过将回流泵将储罐中的液体回流至静态喷射混合器中，作为引射流，在喷嘴处具有较大的流速，在喷嘴周围空间形成局部、瞬时的真空区域，在真空作用下，储罐中的混合溶液从静态混合器的混合溶液进口进入，引起储罐内的局部湍流，并通过静态喷射混合器的出口射出，射出流体带动储罐内的混合溶液，引起流体的湍流。静态喷射混合器斜向上设置，喷射出的液体斜向上，可以沿储罐的高度方向上引起湍流。

流体入口为两个缺口，储罐内的溶液在引射流的作用下，分别通过两个缺口进入静态喷射混合器，可以在两个缺口附近形成两个湍流，混合流体喷射出后，还会引起一个湍流，也就是采用该静态喷射混合器，可以同时在三个位置形成湍流，加强了对储罐内的溶液的扰动强度。当在储罐底部内壁设置多个静态喷射混合器时，在储罐内部的3的倍数位置处形成湍流，甚至在更多的位置处形成湍流。

罐底水平方向多个位置处的湍流以及沿储罐高度方向上的湍流带动整个罐体内流体的湍动，从而使大型罐体内的溶液达到混合均匀的目的。由于储罐内的溶液作为回流引射流，带动储罐内的溶液混合，实现了大型储罐内的溶液的自混合。

进一步的，静态喷射混合器的个数为4-6个。

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种大型储罐的自混合系统，包括上述大型储罐和回流泵，所述回流泵的入口端与大型储罐的底端连通，回流泵的出口端通过回流管分别与每个静态喷射混合器的引射流入口连接。

进一步的，所述回流泵的出口端还与出料管连接，出料管上设置有阀门。

回流泵还可以提供出料，调节出料管和回流管上的阀门，可以在出料的同时实现储罐内部的自混合，具有较好的实用性。

进一步的，所述大型储罐的罐体外壁套合固定有一根环形管，环形管分别与每根回流管和静态喷射混合器连通。