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反應釜攪拌器的種類與選擇
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反應釜/攪拌器的種類與選擇


 

反應釜攪拌器/一個好的選型方法zui好具備兩個條件,一是選擇結果合理,一是選擇方法簡便,而這兩點卻往往難以同時具備。

由于液體的粘度對攪拌狀態有很大的影響,所以根據攪拌介質粘度大小來選型是一種基本的方法。幾種典型的攪拌器都隨粘度的高低而有不同的使用范圍。隨粘度增高的各種攪拌器使用順序為推進式、渦輪式、漿式、錨式和螺帶式等,這里對推進式的分得較細,提出了大容量液體時用低轉速,小容量液體時用高轉速。這個選型圖不是地規定了使用漿型的限制,實際上各種漿型的使用范圍是有重疊的,例如漿式由于其結構簡單,用擋板可以改善流型,所以在低粘度時也是應用得較普遍的。而渦輪式由于其對流循環能力、湍流擴散和剪切力都較強,幾乎是應用zui廣的一種漿型。

根據攪拌過程的目的與攪拌器造成的流動狀態判斷該過程所適用的漿型,這是一種比較合用的方法。由于蘇聯的漿型選擇有其本國的習慣,所以與我國常用漿型并不盡相同。

推薦漿型是把漿型分成快速型與慢速型兩類,前者在湍流狀態操作,后者在層流狀態操作。選用時根據攪拌目的及流動狀態來決定漿型及擋板條件,流動狀態的決定要受攪拌介質的粘度高低的影響。

其使用條件比較具體,不僅有漿型與攪拌目的,還有推薦的介質粘度范圍、攪拌轉速范圍和槽的容量范圍。

提出的選型表也是根據攪拌的目的及攪拌時的流動狀態來選型,它的優點還在于根據不同攪拌過程的特點劃分了漿型的使用范圍,使得選型更加具體。比較上述表可以看到,選型的根據和結果還是比較一致的。下面對其中幾個主要的過程再作些說明。

低粘度均相液體混合,是難度zui小的一種攪拌過程,只有當容積很大且要求混合時間很短時才比較困難。由于推進式的循環能力強且消耗動力少,所以是zui合用的。而渦輪式因其動力消耗大,雖有高的剪切能力,但對于這種混合的過程并無太大必要,所以若用在大容量液體混合時,其循環能力就不足了。

對分散操作過程,渦輪式因具有高剪切力和較大循環能力,所以zui為合用,特別是平直葉渦輪的剪力作用比折葉和彎葉的剪力作用大,就更為合適。推進式、漿式由于其剪切力比平直葉渦輪式的小,所以只能在液體分散量較小的情況下可用,而其中漿式很少用于分散操作。分散操作都有擋板來加強剪切效果。

固體懸浮操作以渦輪式的使用范圍zui大,其中以開啟渦輪式為zui好。它沒有中間的圓盤部分,不致阻礙槳葉上下的液相混合,而且彎葉開啟渦輪的優點更突出,它的排出性好、槳葉不易磨損,所以用于固體懸浮操作更我合適。推進式的使用范圍較窄,固液比重差大或固液比在50%以上時不適用。使用擋板時,要注意防止固體顆粒在擋板角落上的堆積。一般固液比較低時,才用擋板,而折葉開啟渦輪、推進式都有軸向流,所以也可以不用擋板。

氣體吸收過程以圓盤式渦輪zui合適,它的剪切力強,而且圓盤的下面可以存住一些氣體,使氣體的分撒更平穩,而開啟渦輪就沒有這個優點。漿式及推進式對氣體吸收過程基本上不合用,只有在少量以吸收的氣體要求分散度不高時還能應用。

帶攪拌的結晶過程是很困難的,特別是要求嚴格控制結晶大小的時候。一般是小直徑的快速攪拌,如渦輪式,適用于微粒結晶,而大直徑的慢速攪拌,如漿式,可用于大晶體的結晶。

攪拌器的分類方法有很多,這里介紹以下幾種:

1、按槳葉攪拌結構分為平葉、斜(折)葉、彎葉、螺旋面葉式攪拌器。漿式、渦輪式攪拌器都有平葉和斜葉結構;推進式、螺桿式和螺帶式的槳葉為螺旋面葉結構。根據安裝要求又可分為整體式和剖分式,便于把攪拌器直接固定在攪拌軸上而不用拆除聯軸器等其他部件。

2、按攪拌器的用途分為低黏流體用攪拌器、高黏流體用攪拌器。用于低黏流體的攪拌器有:推進式、漿式、開啟渦輪式、圓盤渦輪式、布魯馬金式、板框漿式、三葉后完式等。用于高黏流體的攪拌器有:錨式、框式、鋸齒圓盤式、螺旋漿式、螺帶式等。

3、按流體流動形態分為軸向流攪拌器和徑向流攪拌器。有些攪拌器在運轉時,流體即產生軸向流又產生徑向流的稱為混合流型攪拌器。推進式攪拌器是軸流型的代表,平直葉圓盤渦輪攪拌器是徑流型的代表,而斜葉渦輪攪拌器是混合流型的代表。

六斜葉開啟式攪拌器與直葉開啟渦輪式比較,除有徑向流外有軸向分流,剪切性能介于直葉和彎葉之間,所以它具有較優的綜合性能、分散、固體、懸浮、固體溶解都較適合,其它過程也能應用,運作條件同六直葉開啟渦輪。 

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