本發(fā)明屬于一種帶有自混合功能的大型儲罐，尤其涉及一種帶有自混合功能的大型儲罐及混合方法。

技術(shù)背景

目前，化工生產(chǎn)中的己內(nèi)酰胺重排工序的緩沖罐為φ11000×7500的大型儲罐，其容積為712m³左右，其物料成分為67.20％己內(nèi)酰胺、28.96％水和3.84％硫酸銨，將物料送萃取塔前需將物料混合均勻。

傳統(tǒng)的混合均勻的方法包括機械攪拌、氣流攪拌和射流攪拌的方法。無論是哪一種方法都同時存在分子擴散、湍流擴散和主體對流擴散等不同的混合過程物質(zhì)傳遞。若采用機械攪拌混合，罐的直徑較大，攪拌器的螺旋槳片將會較大、扭矩較大，攪拌器的制作難度較大，同時，大型罐體內(nèi)采用機械攪拌器難以兼顧宏觀混合和微觀混合，而且缺乏可靠放大設(shè)計經(jīng)驗，再考慮制造、材料、成本、運行可靠性等因素，采用機械攪拌器是不適宜的。

所采用氣流攪拌，一是工作氣體采用壓縮空氣，需消耗較大功率，而且空氣清潔度差會影響產(chǎn)品質(zhì)量。要使用潔凈空氣必然會額外增加凈化付出的費用；二是隨攪拌用空氣逸出的揮發(fā)性物質(zhì)的量會增大，不但會降低溶液中的相應(yīng)物質(zhì)的含量，對后續(xù)生產(chǎn)過程產(chǎn)生影響，還會由于揮發(fā)性物質(zhì)的逸出，對環(huán)境造成不利影響。

雖然現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)采用射流混合的方式對液體進行混合，但針對大型儲罐(容積都在350m³以下的瘦高型大型儲罐)內(nèi)溶液的混合效果仍然不好。如果是瘦高型的大型儲罐，可以通過在不同高度處設(shè)置多層射流混合裝置進行射流混合，而φ11000×7500的大型儲罐的直徑達到11m，直徑較大，而射流的射程是有限的，難以采用現(xiàn)有的射流混合方法進行混合。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中針對φ11000×7500等的大型儲罐內(nèi)的溶液的混合方法尚缺乏有效的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的φ11000×7500的大型儲罐內(nèi)的溶液無法混合均勻的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種帶有自混合功能的大型儲罐，儲罐的半徑為10-12m，容積為550-750m³；罐體內(nèi)壁沿周向均布有若干個靜態(tài)噴射混合器，每個靜態(tài)噴射混合器距離罐底0.4-0.8m，每個靜態(tài)噴射混合器向上傾斜設(shè)置，與水平方向的夾角為27-35°；

靜態(tài)噴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為引射流入口，另一端為噴嘴；混合流流通管道的一端設(shè)置有流體入口，另一端為混合流出口，噴嘴端嵌套在混合流流通管道的流體入口端的內(nèi)部；

所述流體入口為在混合流流通管道上對稱設(shè)置的至少兩個缺口。

通過將回流泵將儲罐中的液體回流至靜態(tài)噴射混合器中，作為引射流，在噴嘴處具有較大的流速，在噴嘴周圍空間形成局部、瞬時的真空區(qū)域，在真空作用下，儲罐中的混合溶液從靜態(tài)混合器的混合溶液進口進入，引起儲罐內(nèi)的局部湍流，并通過靜態(tài)噴射混合器的出口射出，射出流體帶動儲罐內(nèi)的混合溶液，引起流體的湍流。靜態(tài)噴射混合器斜向上設(shè)置，噴射出的液體斜向上，可以沿儲罐的高度方向上引起湍流。

流體入口為兩個缺口，儲罐內(nèi)的溶液在引射流的作用下，分別通過兩個缺口進入靜態(tài)噴射混合器，可以在兩個缺口附近形成兩個湍流，混合流體噴射出后，還會引起一個湍流，也就是采用該靜態(tài)噴射混合器，可以同時在三個位置形成湍流，加強了對儲罐內(nèi)的溶液的擾動強度。當(dāng)在儲罐底部內(nèi)壁設(shè)置多個靜態(tài)噴射混合器時，在儲罐內(nèi)部的3的倍數(shù)位置處形成湍流，甚至在更多的位置處形成湍流。

罐底水平方向多個位置處的湍流以及沿儲罐高度方向上的湍流帶動整個罐體內(nèi)流體的湍動，從而使大型罐體內(nèi)的溶液達到混合均勻的目的。由于儲罐內(nèi)的溶液作為回流引射流，帶動儲罐內(nèi)的溶液混合，實現(xiàn)了大型儲罐內(nèi)的溶液的自混合。

進一步的，靜態(tài)噴射混合器的個數(shù)為4-6個。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種大型儲罐的自混合系統(tǒng)，包括上述大型儲罐和回流泵，所述回流泵的入口端與大型儲罐的底端連通，回流泵的出口端通過回流管分別與每個靜態(tài)噴射混合器的引射流入口連接。

進一步的，所述回流泵的出口端還與出料管連接，出料管上設(shè)置有閥門。

回流泵還可以提供出料，調(diào)節(jié)出料管和回流管上的閥門，可以在出料的同時實現(xiàn)儲罐內(nèi)部的自混合，具有較好的實用性。

進一步的，所述大型儲罐的罐體外壁套合固定有一根環(huán)形管，環(huán)形管分別與每根回流管和靜態(tài)噴射混合器連通。

回流管中的液體首先進入環(huán)形管，然后從環(huán)形管進入每個靜態(tài)噴射混合器，此處的環(huán)形管起到緩沖的作用，由于不同回流管中的流體流量和壓力可能存在較大的差別，這就可能導(dǎo)致每個靜態(tài)噴射混合器引起的湍流的強度不同，在湍流強度大的地方溶液混合均勻程度好，而湍流強度小的地方，溶液的混合均勻程度差，而由于罐體的容積和半徑較大，即使某幾個靜態(tài)噴射混合器引起的湍流強度較大，也難以完全覆蓋湍流程度小的位置，所以，如果每個靜態(tài)噴射混合器中的流體流速不同時，很容易導(dǎo)致溶液混合不均勻。

而環(huán)形管的存在則可以起到緩沖作用，將各個回流管中的液體壓力進行緩沖，使進入每個靜態(tài)噴射混合器中的液體的流量一致，保證了儲罐內(nèi)的溶液的混合均勻程度。

進一步的，所述流體入口為在混合流流通管道上對稱設(shè)置的兩個缺口。

進一步的，靜態(tài)噴射混合器的個數(shù)為4-6個。

更進一步的，引射流入口的公稱直徑為45-55mm，噴嘴的公稱直徑為15-20mm，混合流出口的公稱直徑為65-75mm。

再進一步的，所述流體入口的每個缺口的長為140mm，寬為70mm。

當(dāng)靜態(tài)噴射混合器采用上述的尺寸時，單個的靜態(tài)噴射混合器在成本、混合效率等綜合因素下是最優(yōu)的，即采用較少的數(shù)量，較少的成本，就可以產(chǎn)生較好的混合效果。

為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了利用上述大型儲罐的自混合系統(tǒng)進行溶液混合的方法，包括如下步驟：回流泵將儲罐中的溶液泵入靜態(tài)噴射混合器的引射流入口，使引射流在噴嘴處的流速為18-22m/s。

當(dāng)引射流在噴嘴處的流速為18-22m/s時，可以在噴嘴處產(chǎn)生較大的真空度，對儲罐中的溶液產(chǎn)生強烈的吸引作用，一方面提高了溶液與引射流在噴嘴處的初步混合程度，另一方面提高了流體入口的缺口處的流動速度，提高了流體入口處的流體的湍流程度；第三方面，提高了混合后的溶液的噴射速度，加劇了混合流出口附近的湍流程度，同時提高了混合流的射程，提高了沿豎直和水平方向的湍流程度。三方面的綜合作用，提高了溶液混合的均勻程度。

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一個具體的實施方式；

一種大型儲罐的自混合系統(tǒng)，包括上述大型儲罐和回流泵，所述回流泵的入口端與大型儲罐的底端連通，回流泵的出口端通過兩個回流管與套合固定在罐體外壁的環(huán)形管連通，環(huán)形管分別與每個靜態(tài)噴射混合器的引射流入口連接；

儲罐的半徑為11m，高為7.5m；罐體內(nèi)壁沿周向均布有4個靜態(tài)噴射混合器，每個靜態(tài)噴射混合器距離罐底0.5m，每個靜態(tài)噴射混合器向上傾斜設(shè)置，與水平方向的夾角為30°；靜態(tài)噴射混合器的參數(shù)為：引射流入口的公稱直徑為450mm，噴嘴的公稱直徑為18mm，混合流出口的公稱直徑為70mm，流體入口的每個缺口的長為140mm，寬為70mm；

引射流在噴嘴處的流速為20m/s。

當(dāng)采用該最佳的實施方案時，在儲罐的底部會形成12股湍流，由于引射流在噴嘴處的流速為20m/s，可以在噴嘴周圍形成較好的真空度，使儲罐內(nèi)溶液具有較快的局部速度，加劇了湍流的程度。這12股湍流帶動整個罐體內(nèi)的流體的流動，從而達到整個罐內(nèi)流體混合的目的，尤其適合

背景技術(shù)：
中提到的φ11000×7500緩沖罐中溶液的混合。

本發(fā)明的有益效果為：

1.本發(fā)明在多個方向安裝靜態(tài)混合器，在罐底形成多股多個方向湍流，更容易使流體混合均勻。

2.本發(fā)明的大型儲罐結(jié)構(gòu)簡單，不用使用攪拌器，制作精度要求低、造價低，降低了儲罐的整體安裝高度(罐頂不需要再安裝攪拌器電機)。

3.本發(fā)明大型儲罐的自混合功能，具有制造簡單、混合效果好節(jié)能的優(yōu)點。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當(dāng)限定。

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為靜態(tài)噴射混合器安裝位置示意圖；

圖3為靜態(tài)噴射混合器的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1、呼吸閥，2、罐體，3、靜態(tài)噴射混合器，4、出料管，5、回流管，6、回流泵，7、環(huán)形管，8、引射流入口，9、流體入口，10、噴嘴，11、混合流出口。

具體的實施方式

應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說明都是例示性的，旨在對本申請?zhí)峁┻M一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本申請所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

術(shù)語解釋部分：

靜態(tài)噴射混合器，即為靜態(tài)混合器，是一種沒有運動部件的高效混合設(shè)備，其基本工作機理是利用固定在管內(nèi)的混合單元改變流體在管內(nèi)的流動狀態(tài)，以達到不同流體之間良好分散和充分混合的目的。

本文中對靜態(tài)噴射混合器的結(jié)構(gòu)進行了改進，如圖3所示，靜態(tài)噴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為引射流入口8，另一端為噴嘴10，噴嘴為沿引射流流動方向為縮徑的結(jié)構(gòu)；混合流流通管道的一端設(shè)置有流體入口9，另一端為混合流出口11，噴嘴10端嵌套在混合流流通管道的流體入口9端的內(nèi)部，噴嘴10與混合流流通管道的流體入口9端之間構(gòu)成液體初步混合的腔室。

所述流體入口9為在混合流流通管道上對稱設(shè)置的至少兩個缺口，儲罐中的溶液會通過這兩個缺口進入混合流流通管道內(nèi)部，與引射流匯合。

此處的引射流是指由于在噴嘴處高速運動而使噴嘴處產(chǎn)生真空，進而使流體入口9的內(nèi)外產(chǎn)生壓力差，將儲罐中的溶液壓入流體入口的液體。本文中的引射流與回流管中的回流液體是同一液體，只是在不同直徑的管道中流動的流速不同。

該處以φ11000×7500的大型緩沖罐為例，對本文中的混合系統(tǒng)進行詳細(xì)說明。

如圖1和圖2所示，一種帶有自混合功能的大型儲罐裝置，包括罐體2，罐體的直徑為11m，罐體高度為7.5m，所述的罐體2為直立式圓筒，在距離罐體2的底部0.5m處設(shè)置有4個靜態(tài)噴射混合器2，每個靜態(tài)噴射混合器2向上傾斜設(shè)置，與水平方向的夾角為30°，通過罐體2內(nèi)壁引出的筋板對靜態(tài)噴射混合器2進行支撐。靜態(tài)混合器引射流入口尺寸為dn50，混合流出口尺寸為dn70，噴嘴尺寸為dn18，在噴嘴處外殼對稱設(shè)有兩個方形140×70的缺口，形成本文中的流體入口9。

罐體2的側(cè)面設(shè)置有出料口、回流液入口，所述的罐體2的頂部設(shè)置有進料口、呼吸閥1，進料口用于進料，呼吸閥1用于調(diào)節(jié)罐體2內(nèi)部的壓力平衡。

一種大型儲罐的自混合系統(tǒng)，包括上面的大型儲罐和回流泵6，所述回流泵6的入口端與大型儲罐的底端連通，回流泵6的出口端回流管5分別與每個靜態(tài)噴射混合器的引射流入口8連接。在罐體2的外圍套合固定有一個環(huán)形管7，環(huán)形管7與每個回流管5(圖1中的回流管5的個數(shù)為兩個，也可以是3個或4個，每個回流管與環(huán)形管7的連接位置最好是對稱設(shè)置，這樣更容易發(fā)揮環(huán)形管7的緩沖作用)連通，且與每個靜態(tài)噴射混合器3連通，回流泵首先將溶液通過回流管打入環(huán)形管7中，溶液在環(huán)形管7中有個壓力平衡的過程，可以使進入每個靜態(tài)噴射混合器3中的液體的壓力是相同的，進而保證了每個靜態(tài)噴射混合器3中的引射流在噴嘴處的流速一致。保證了每個靜態(tài)噴射混合器3對溶液的混合效果一致，只有當(dāng)各個位置處的湍流都保持較高的強度時，才能達到較高的混合效率。既提高了混合的效果，又延長了每個靜態(tài)噴射混合器3的使用壽命。這是回流混合過程。

同時，本文中的回流泵6還可以作為出料泵使用，回流泵6的出口端與出料管4連接，出料管4與特定的儲罐或工序連接。在出料過程中，通過調(diào)節(jié)回流管5上的閥門的開度和出料管4上的閥門的開度來調(diào)節(jié)出料量和回流量，在保證溶液混合均勻的前提下，還具有較大的出料流量，滿足后序工作的進行。

回流液以18m³/h的流量作為引射液進入靜態(tài)噴射混合器3，在噴嘴10處的流速到達20m/s左右，在噴嘴10處形成負(fù)壓區(qū)，罐體2內(nèi)的液體通過140×70的缺口流入靜態(tài)噴射混合器3，在混合器混合液入口和出口處均形成流體的旋流，在罐的底部形成12股湍流，帶動整個罐內(nèi)流體的流動，從而達到整個罐內(nèi)流體混合的目的。

以上所述僅為本申請的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本申請，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本申請的保護范圍之內(nèi)。