反应釜搅拌器的应用

 

反应釜中的搅拌器，是反应釜中重要的动力装置，主要提供分散搅拌能力，今天就了解下反应釜的搅拌器应用

 

混合搅拌

1）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，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，其中以开式涡轮，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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