反應(yīng)釜攪拌器選型指南.pdf

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1、攪拌器的選型攪拌器是反應(yīng)釜的重要組成部分，是一種廣泛應(yīng)用的操作單元，它的復(fù)雜性在于它的原理要涉及流體力學(xué)、傳熱、傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)等多種過程。一、攪拌器在化工生產(chǎn)中的用途化工生產(chǎn)的各種工藝過程涉及到各種不同特性的物料，各種不同的攪拌目的，所選的攪拌器不同，工藝過程種類多，攪拌的用途也多。1、液體的互溶兩種或多種液體的互溶、混合，但是均相液體的攪拌又應(yīng)區(qū)分均相液體混合物中是否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，對于沒有化學(xué)反應(yīng)的情況，通常稱為互溶液體的調(diào)和或調(diào)勻。對于兩種或數(shù)種互溶液體間存在化學(xué)反應(yīng)的情形，為了加速反應(yīng)或使反應(yīng)完

2、全，也應(yīng)進(jìn)行攪拌。2、互不相容液體的分散這種操作目的是互不相溶的液體相互接觸，相互充分分散，以有利于傳質(zhì)或換學(xué)反應(yīng)，或制備懸濁液和乳化液。攪拌的作用是使液滴細(xì)化，增大相對接觸面積。3、氣液相的接觸這種攪拌使氣體成為細(xì)微氣泡，在液相中均勻分散，形成穩(wěn)定的分散質(zhì)，或增強液體吸收氣體，或加快氣液相發(fā)展化學(xué)反應(yīng)等。4、固液相的分散顧葉祥的攪拌用途較廣，有時是制備均勻懸浮液，有時是固體的溶解，有時是固液相間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，有時是固相在液體中洗滌，有時是從飽和液體中析出晶體等。5、加強傳熱有些液體反應(yīng)的時候需要加熱

3、或者冷卻，通過攪拌提高液體的傳熱速度或者使液體的溫度更均勻。二、攪拌器的形式攪拌過程對攪拌器的要求各有不同，攪拌過程的情況千差萬別，使攪拌器的形式也多種多樣，下面是幾種常用的攪拌器：1、推進(jìn)式攪拌器推進(jìn)式攪拌器常用整體鑄造，加工方便，結(jié)構(gòu)類似于輪船的螺旋推進(jìn)器，常有三片槳葉組成。推進(jìn)式攪拌器直徑取反應(yīng)釜內(nèi)經(jīng)的1/4～1/3，切向線速度可達(dá)5～15m/s，轉(zhuǎn)速為300～600rpm，最高轉(zhuǎn)速可達(dá)1750rpm。一般說小直徑取高轉(zhuǎn)速，大直徑取低轉(zhuǎn)速。攪拌時能使物料在反應(yīng)釜內(nèi)循環(huán)流動，所起的作用以容積循環(huán)為

4、主，剪切作用小，上下翻騰效果好，但采用擋板或者導(dǎo)流筒則軸向循環(huán)更強。2、槳式攪拌器槳式攪拌器是一種結(jié)構(gòu)和加工都非常簡單的攪拌器，共兩片槳葉，槳葉安裝形式可分為平直葉和折葉兩種，平直葉就是葉面與旋轉(zhuǎn)方向互相垂直，折葉則是葉面與旋轉(zhuǎn)方向呈一定的傾斜角度。槳式攪拌器直徑取反應(yīng)釜內(nèi)經(jīng)的1/3～4/5，一般取1/2，不宜采用太長的槳葉，因為攪拌器消耗的功率與槳葉直徑的五次方成正比。槳式攪拌器的運轉(zhuǎn)速度較慢，轉(zhuǎn)速一般為20～80rpm，圓周速度在1.5～3m/s范圍內(nèi)比較合適。平直葉攪拌器其低速時以水平環(huán)向流為主

5、，速度高時為徑流型；有擋板時為上下循環(huán)流；折葉攪拌器有軸向分流、徑向分流和環(huán)向分流，一般在層流、過度流狀態(tài)時操作。在料液層比較高的情況下，裝有幾層槳葉，相鄰兩層槳葉常交叉成90°角安裝。在一般情況下，幾層槳葉安裝位置如下：一層安裝在下封頭對接環(huán)焊縫高度處；二層的話，一層安裝在下封頭對接環(huán)焊縫高度處；另一層安裝在下封頭對接環(huán)焊縫與液面的中間的二分之一處或者稍高處；三層的話，一層安裝在下封頭對接環(huán)焊縫高度處，另一層安裝在液面下約200mm處，中間再安裝一層。3、渦輪式攪拌器渦輪式攪拌器有開啟式的和帶圓盤式

6、的，槳葉分為平直葉和彎葉兩種。攪拌葉一般和圓盤焊接或者用螺栓連接，也有鑄造而成的。蝸輪式攪拌器直徑取反應(yīng)釜內(nèi)經(jīng)的1/5～1/2，一般取1/3，槳葉一般為6片，其切向線速度為4～10m/s，轉(zhuǎn)速為10～300rpm，最高轉(zhuǎn)速可達(dá)600rpm。渦輪式攪拌器使流體均勻的由垂直方向運動改變?yōu)樗椒较蜻\動，自渦輪流出的高速液流沿圓周運動的切線方向散開，使在整個液體內(nèi)得到激烈的攪拌，當(dāng)采用擋板時帶圓盤渦輪式攪拌器的流體以槳葉為界限形成上下兩個循環(huán)流，折葉的有軸向分流。圓盤上下的液體混合不如開啟渦輪式。4、框式和錨

7、式攪拌器框式攪拌器可以視為槳式攪拌器的變形，水平的槳葉與垂直的槳葉連成一體成為剛性的框架，結(jié)構(gòu)比較堅固，當(dāng)這種攪拌器底部形狀和反應(yīng)釜下封頭形狀相似時，常稱為錨式攪拌器。攪拌器一般用扁鋼或者角鋼彎制?？蚴交蝈^式攪拌器的框架或錨架直徑往往較大，通常其直徑取反應(yīng)釜內(nèi)經(jīng)的2/3～9/10，其切向線速度為0.5～1.5m/s，轉(zhuǎn)速為30～80rpm，最高轉(zhuǎn)速可達(dá)100rpm左右。一般為層流狀態(tài)操作。又是為了增大攪拌范圍，在槳上增加立葉和橫梁。5、螺帶式攪拌器螺帶式攪拌器專用于高粘度液體的攪拌。攪拌器是由鋼帶按一

8、定螺距旋形繞成，鋼帶的外沿常做成幾乎貼近釜內(nèi)壁，與釜內(nèi)壁的間隙很小，故攪拌時能不斷將粘于釜壁的沉積物料刮掉。一般轉(zhuǎn)速較低，約0.5～50rpm，其線速度小于2m/s。運轉(zhuǎn)時，液體成軸流型，一般是液體沿釜壁螺旋上升再沿槳軸而下，屬層流狀態(tài)操作。6、其他形式攪拌除上述五種攪拌外，還有很多種攪拌器。例如：螺桿式、布爾馬金式、三葉后掠式、圓筒式、行星式攪拌器等。螺桿式攪拌器一般直徑不大，只有反應(yīng)釜內(nèi)經(jīng)的2/5～1/2，轉(zhuǎn)速為0.5～50rpm，流動狀態(tài)與螺帶式攪