反應(yīng)釜攪拌器

反應(yīng)釜攪拌裝置

反應(yīng)釜攪拌器

反應(yīng)釜攪拌器

反應(yīng)釜攪拌器目前的選型方法多數(shù)是根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，選擇習(xí)慣應(yīng)用的漿型，再在常用范圍內(nèi)決定攪拌器的各種參數(shù)。也有通過(guò)小型試驗(yàn)，取得數(shù)據(jù)，進(jìn)行比擬放大的設(shè)計(jì)方法。不論哪種做法，都離不開(kāi)最初的根據(jù)攪拌目的來(lái)選擇反應(yīng)釜攪拌器類(lèi)型這一步。所以一個(gè)完整的選型方案必須滿足經(jīng)濟(jì)與安全的要求根據(jù)具體工況最后確定最佳方案。

最佳的反應(yīng)釜攪拌器選型方法最好具備兩個(gè)條件：一是選擇結(jié)果合理，一是選擇方法簡(jiǎn)便，而這兩點(diǎn)卻往往難以同時(shí)兼顧，我們從反應(yīng)釜攪拌操作目的分析了對(duì)攪拌的要求，諸如某過(guò)程要求對(duì)流循環(huán)好或者某過(guò)程要求剪切力強(qiáng)等等，進(jìn)而分析了攪拌器的功能，在此基礎(chǔ)上就可根據(jù)攪拌目的來(lái)選擇反應(yīng)釜攪拌器的型式，最終要根據(jù)具體的工況選用最佳的方案。

反應(yīng)釜攪拌器有漿式、推進(jìn)式、渦輪式、錨式、螺帶式、螺桿式攪拌器,其中，漿式攪拌器在反應(yīng)設(shè)備中應(yīng)用最為廣泛，下面介紹幾種常用的攪拌器的特征：
1)漿式攪拌器：漿式攪拌器是攪拌器中結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種，通常僅兩個(gè)葉片，它采用扁鋼制成，葉片焊接或用螺栓固定在輪意上，葉片形式可分為平直葉式和斜（折）葉式兩種。主要應(yīng)用場(chǎng)合：液-液體系中用于混合、溫度均一；固-液體系中多用于防止固體沉降。但漿式攪拌器不能用于以保持氣體和以細(xì)微化為目的的氣-液分散操作中。
漿式攪拌器主要用于流體的循環(huán)，由于在同樣的排量下，斜葉式比平直葉的功耗少，操作費(fèi)用低，因而斜葉式攪拌器使用較多。漿式也可以用于高黏流體的攪拌，以促進(jìn)流體的上下交換，代替價(jià)格高昂的螺帶式葉輪，尚能獲得良好的效果。
2）推進(jìn)式攪拌器：推進(jìn)式攪拌器常用于低黏流體中，標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)式攪拌器為三片葉片，氣螺距與漿直徑相等。攪拌時(shí)，流體由槳葉上方吸入，下方以圓筒狀螺旋形排出，流體至容器底在沿壁面反至槳葉上方，形成軸向流動(dòng)。推進(jìn)式攪拌器攪拌時(shí)流體的湍流程度不高，但循環(huán)量大。容器內(nèi)裝擋板、攪拌軸偏心安裝或攪拌器傾斜時(shí)，可防止漩渦形成。推進(jìn)式攪拌器的直徑較小，槳葉直徑對(duì)容器直徑之比一般為0.1~0.3；葉端速度為7~10m/s，最高達(dá)15m/s。
? 推進(jìn)式攪拌器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，適用于黏度低、流量大的場(chǎng)合，利用較小的攪拌功率通過(guò)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的槳葉能獲得較好的攪拌效果。主要用于液-液體系混合、溫度均一，在低濃度固-液體系中防止淤泥沉降等。推進(jìn)式攪拌器的循環(huán)性能好、剪切作用不大，屬于循環(huán)型攪拌器。
3）渦輪式攪拌器：渦輪式攪拌器是應(yīng)用較廣的一種槳葉，能有效的完成幾乎所有的攪拌操作，并能處理黏度范圍很廣的流體。渦輪式攪拌器可分為開(kāi)式和盤(pán)式兩類(lèi)。開(kāi)式有平直葉、斜葉、彎葉等，盤(pán)式有圓盤(pán)平直葉、圓盤(pán)斜葉、圓盤(pán)彎葉等。開(kāi)式渦輪常用的葉片數(shù)有2葉和4葉，盤(pán)式渦輪以6葉最常見(jiàn)。為改善流動(dòng)狀況，盤(pán)式渦輪有時(shí)把葉片制成凹形和箭形，稱為弧葉盤(pán)式渦輪和箭葉盤(pán)式渦輪。渦輪式攪拌器有較大的剪切力，可使流體微團(tuán)分散的很細(xì)，適用于低粘度到中粘度流體的混合、氣-液分散‘固-液懸浮，以及促進(jìn)良好的傳熱、傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)。平直葉剪切作用較大，屬剪切型攪拌器。彎葉是指葉片朝著流動(dòng)方向彎曲，可降低功率消耗，適用于含有易碎固體顆粒的流體攪拌。
4）錨式攪拌器：錨式攪拌器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，它適用于黏度在1Pa..s以下的流體攪拌，當(dāng)流體黏度在1~10Pa.s時(shí)，可在錨式中間加一橫槳葉，即為框式攪拌器，以增加容器中部的混合。錨式攪拌器一般差數(shù)為：槳葉直徑與容器內(nèi)直徑之比為0.9~0.98，葉端速度為1~5m/s。錨式或框式攪拌器的混合效果并不理想，只適用于對(duì)混合要求不太高的場(chǎng)合。由于錨式攪拌器在容器壁附近流速比其他攪拌器大，能得到較大的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，故常用于傳熱、晶析操作。也常用于攪拌高濃度淤漿和沉降性淤漿。當(dāng)攪拌黏度大于10Pa.s的流體時(shí)，應(yīng)采用螺帶式或螺桿式攪拌器。
5）螺帶式攪拌器：螺帶式攪拌器的葉片是用帶鋼卷成螺旋狀焊接在軸上制成。它適用于中、高黏度的攪拌，有較好的上下循環(huán)性能。螺帶式攪拌器有單螺帶、雙螺帶、內(nèi)-外螺帶、螺帶-螺桿等多種型式。螺帶式攪拌器與攪拌器壁間隙、螺距、頭數(shù)以及帶寬等都對(duì)混合效率有影響。應(yīng)用在高黏度流體時(shí)，由于錨式攪拌器幾乎不產(chǎn)生上下流動(dòng)，在容器中心處混合效果較差，且流體黏度高，這種缺點(diǎn)越明顯。而螺帶式攪拌器產(chǎn)生的是以上下循環(huán)流為主的流動(dòng)，所以整個(gè)容器內(nèi)的混合效果比較好。對(duì)于錐形攪拌設(shè)備，還可做成錐形的螺帶-螺桿式攪拌器，攪拌效果很好。
6）螺桿式攪拌器：螺桿式攪拌器適用于高黏度介質(zhì)的攪拌，具有一個(gè)或多個(gè)葉片，葉片螺距與攪拌器直徑相等。與螺帶式不同，它保證了中心部分流體的流動(dòng)，但近壁處流體的流動(dòng)狀況較差。攪拌器直徑與容器內(nèi)直徑之比為0.3.螺桿常與螺帶組合在一個(gè)軸上，稱為螺帶-螺桿式攪拌器，這時(shí)螺桿直徑可適當(dāng)?shù)脑黾?，螺桿與螺帶的螺旋方向相反，螺桿推動(dòng)液體向下，螺帶推動(dòng)液體向上，造成液體的全罐混合均勻。螺桿式攪拌器還可以和導(dǎo)流筒組成攪拌系統(tǒng)，該組合式攪拌器在層流區(qū)和過(guò)渡流區(qū)都有很高的混合效率，適用于隨反應(yīng)進(jìn)行，物料黏度逐漸增大，由過(guò)渡流至層流的溶液聚合等反應(yīng)。當(dāng)熱負(fù)荷較大時(shí)，導(dǎo)流筒筒壁可通入換熱介質(zhì)，增加換熱面積。