搅拌器中不互溶液体的搅拌
不互溶液体的搅拌的目的有的是把分散相的液滴直径细化,以得到均匀的分散质,如制备悬浊液和乳化液;有的是使液滴细化,增大相间接触面积,以进行下一步的萃取或化学反应等。对于化学反应只有传质速度低于化学反应速度时才有利用搅拌器来强化反应过程的问题。
在制备悬浊液、乳化液时,是通过分散达到罐内的两相液体均匀状态。评价这一搅拌操作的指标就是分散相的分散度(如分散相的比表面积或分散相的液滴直径分布)和达到这一指标的操作时间,在搅拌作用下进行萃取、化学反应时,其终目的是某一物质成分的传递或某些物质间的反应。其评价指标是传质速度与反应速度,而这时搅拌器的搅拌作用仍是使液相分散细化,相接触面积、增大传质系数和反应速度。不过这时并不一定要求全罐内都达到均匀的分散状态,而只要在罐内的局部区域,例如搅拌叶轮的附近,有强烈的分散作用,使罐内液体顺序循环经过这个区域发生传质与反应,然后再循环流到罐内其他区域就可以了,因此可以说.使分散相细化分散,并在罐内造成循环流动,这就是不互溶液体搅拌过程对搅抖的基本要求,其中主要的就是要求搅拌有细化分散的作用。
搅拌器中搅拌容器和挡板的作用非常重要,直接影响到搅拌效果,下面我们来看看搅拌容器和挡板的具体介绍。
搅拌容器常被称作搅拌釜(或搅拌槽)。当搅拌器用作反应器时,又被称为搅拌釜式反应嚣,有时简称反应釜。
釜体的结构型式通常为立式圆筒形,其高径比值主要依据操作时容器装液高径比以及装料系数大小而定。而容器装液高径比又视容器内物料性质、搅拌特征和搅拌器层数而异,一般取1~1.3,时可达6。釜底形状有平底、椭圆底、锥形底等,有时亦可用方形釜。同时,根据工艺的传热要求,釜体外可加夹套,并通以蒸汽、冷却水等载热介质,当传热面积不足时,还可在釜体内部设置盘管等。
为了消除搅拌容器内液体的打旋现象,保证搅拌器的搅拌效果,使被搅物料能够上下轴向流动,形成全釜的均匀混合,通常需要在搅拌容器内加入若干块挡板。挡板数一般在2到6块之间,视其具体情况而定。加入挡板后,搅拌器的搅拌功耗将明显增加,且随着挡板数的增加而增加;但在满足全挡板条件后,再增加挡板数,搅拌功耗将不再增加。
搅拌器内的流型取决于搅拌方式,搅拌器、釜、挡板等的几何特征,流体性质以及转速等因素。在一般情况下,搅拌轴安装在釜中心时,搅拌将产生三种基本流型:1.切向流;2.轴向流;3.径向流。上述三种基本流型,通常可能同时存在。其中,轴向流与径向流对混合起主要作用,而切向流应加以抑制,可通过加入挡板削弱切向流,以增强轴向流与径向流。
在无挡板的搅拌容器中,搅拌器偏心安装可以获得较好的搅拌效果。而在大型油釜中,若采用搅拌器侧面插入安装方式,通常可获得较好的釜内整体循环。该场合若采用侧面射流混合方式,也可得到相似的混合效果。
搅拌器内进行的是三维流动,且流动具有随机性,因而其流动状况非常复杂:对这种流动的研究方法有两种,即试验测量方法与数值模拟法。
刮板材料大多数情况下可选用四氟乙烯,也可采用不锈钢作衬板,并以四氟乙烯作刀口,或者全部使用橡胶制作。试验表明刮板材料对搅拌功率影响不大。
在刮壁式搅拌釜设计过程中,另一个非常重要的环节是刮板固定方式的选择。常见的刮板固定方式如下:
弹簧支撑式:将刮板固定在弹上,要求弹材料的强度和耐疲劳性能都很高,其缺点是,在连续操作的聚合反应釜中,若弹在操作中断裂,会带来很大经济损失。
弹簧加载式:将弹簧放在钢管内,由弹簧使刮板贴紧搅拌釜壁面,缺点是,不适用于聚合反应釜,因为可能在钢管内发生聚合,生成的聚合物会使弹簧失去作用。
铰链式:采用铰链固定刮板,刮板向前运动时,流体对它产生的阻力使刮板贴紧反应釜壁面,也成为流体自压式刮板。特别适合分批式生产日化用品的搅拌器。其缺点是,对于连续进行的聚合反应釜,有可能因聚合物粘住铰链而失去自压的作用。
以上信息由专业从事废水搅拌器的中拓鼎承于2025/6/30 9:48:22发布
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