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不锈钢反应锅搅拌器在单元操作上的一般应用

发布时间:2017-06-19 00:03:00 点击:    

混合搅拌

  1)不锈钢反应锅:低于黏度互溶液体的混合 低黏度互溶液体的混合是一个均相纯物理混合过程,主要控制因素是循环速率,而桨叶的剪切作用是次要的。当两种液体黏度相差较大时,剪切的存在有利于较高黏度液体在整个容器内的分散,有利于湍流扩散的强化。常用的搅拌器有推进式、斜叶涡轮、长薄叶螺旋式、三叶后弯式等。当黏度低于0.4Pa.s,特别是0.1Pa.s以下时,常在湍流区操作,此时用推进式搅拌器最为合适。这是由于推进式搅拌器直径小,转速高,循环能力强且动力消耗少(在全挡板条件下操作),能形成强烈的循环流。如中央插入,d/D=0.25~0.33,C/d=1,H/D=1~1.2 (D指容器内直径,d指搅拌器直径,H指液面高度,C指搅拌器距离容器底部的高度,以下同)。对大型容器中低黏度物料的混合,采用斜入式时,d/D=0.25~0.33,H/D=1~1.2;采用旁入式时d/D=0.083~0.125或更小,H/D≤0.8.对黏度稍高,或两种液体的黏度有相当差别时,可选用三叶后弯式搅拌器。该种搅拌器具有良好的循环流性能,有兼有有一定的剪切作用,只是使用时要注意与之匹配的挡板型式和安装位置。浆式搅拌器因其结构简单,在小容量液体混合中仍广泛应用,但在大量液体混合时,其循环能力就显不足。

  2)高黏度液体的混合 高黏度液体混合操作通常都处于层流状态,其对应的黏度范围为1~1000Pa.s。高黏度液体在层流下操作,没有明显湍动,流体离开搅拌器后,其能量很快耗散,因此不能通过流体的翻腾来造成容积循环,往往采用直接大面积推动流体使之达到混合,最常用的搅拌器有锚式、框式、螺带式、螺杆式等。锚式搅拌器结构简单,应用广泛,由于缺乏轴向循环流动,混合效率较低。当搅拌雷渃数大于50时,产生的两次循环流可改善混合特征。由于锚式搅拌器的形状与搅拌釜匹配,因此它的叶片扫过釜壁时,可促进物料与釜壁的热交换,并可减少薄粘壁物,改善混合性能。

  液-液分散

  低黏度不不互溶两相体系液-液分散时,主要控制因素是液滴大小及一定的循环流动,因此对剪切和循环作用的要求均较高,由于涡轮式搅拌器具有较高的切应力和较大的循环能力,所以最为合适。特别是平直叶涡轮搅拌器的剪力作用比斜叶和后弯叶的剪力作用大,就更适用。常用的平直叶开式涡轮搅拌器,叶片宽度宜窄,转数较高。在湍流区全挡板条件下,平直叶开式涡轮搅拌器的差数一般取:d/D=0.33,C/D=1,b/D=0.125~0.2.如果液体黏度较大时可用弯叶涡轮,以减少动力消耗。

  固-液悬浮

  固-液悬浮是借助搅拌器的作用,使固体颗粒悬浮在液体中,形成固液混合物或悬浮液。均匀悬浮的主要控制因素是循环速率及湍流强度,其中容积循环速率又往往是最主要的因素。固液悬浮操作以涡轮式搅拌器使用范围最广,其中以开式涡轮最好,它没有中间圆盘,不致阻碍桨叶上下的液相混合。弯叶、斜叶开式涡轮的优点更突出,它的排出性能好,桨叶不易磨损,用于固液悬浮操作更合适。通常采用宽叶的开式四斜叶涡轮式搅拌器,容器底为锥形时,如固液密度差较小时,也可采用标准的开式四斜叶涡轮式搅拌器;若固含量很高,且固液密度差较小时,可采用平浆;若混合液黏度低于0.4Pa.s,特别是0.1Pa.s以下,固液密度差小,含固量低,可用推进式,并在湍流区全挡板条件下操作。对悬浮体系,当密度差小,且只要求悬浮物离开罐底而不必均匀悬浮时,搅拌转速也不必太大,可用底挡板;当密度差大,并要求均匀悬浮时,搅拌转速较高,应采用底挡板和壁挡板;固-液悬浮采用长薄叶螺旋桨等也是不错的选择。

  对于固体悬浮,其搅拌难度取决于悬浮粒子的沉降速度。悬浮程度与颗粒的沉降速度成反比,即搅拌转速越高,直径越大,颗粒沉降速度越小,获得搅拌程度越高。

气体分散

  对气-液分散体系,要求气体分散造成足够的相际接触面,以利于对气体的吸收。主要控制因素是剪切强度,同时也要求又较高的循环量。气体吸收过程以圆盘式涡轮最合适,它的剪切作用强度,而且在圆盘的下面可以保存一些气体,使气体分散更平稳,开式涡轮就没有这个优点。


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