搅拌器是反应釜的关键部件之一。根据釜内不同介质的物理性质、容量和搅拌目的选择合适的搅拌器,对提高化学反应速度和生产效率有很大的作用。
掌握搅拌器的分类和应用,有助于选择合适的搅拌器,达到更好的反应效果。向小七学习!
反应釜的应用
反应釜是广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品等行业的压力容器,用于完成硫化、硝化、加氢、烷基化、聚合、缩合等工艺过程。
反应釜的组成
反应釜由釜体、釜盖、夹套、搅拌器、传动装置、轴封装置、支架等组成。
一个
反应釜外壳
外壳由一个圆筒、一个上盖和一个下盖组成。上盖与筒体的连接方式有两种,一种是盖与筒体直接焊接成一体;另一种形式是考虑拆卸方便,可以用法兰连接。上盖设有人孔、手孔和工艺喷嘴等。
2
反应釜的搅拌装置
在反应釜中,为了加快反应速度,加强混合,增强传质或传热效果,反应釜一般装有搅拌装置。它由搅拌器和搅拌轴组成,搅拌器和搅拌轴通过联轴器与传动装置连接。
三
一种反应釜的密封装置
反应釜中使用的密封装置是一种动态密封结构,主要包括填料密封和机械密封。
反应釜搅拌器的分类和选择
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反应釜中搅拌器的作用
均匀混合材料并增强传热和传质,包括均匀的液体混合;液-液分散;气液分散;固液分散;结晶;固体溶解;增强传热等。
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反应釜的搅拌原理
搅拌器是实现搅拌操作的主要部件,它的主要部件是叶轮,叶轮随着转轴的运动向液体施加机械能,促使液体运动。
当搅拌器旋转时,机械能传递给流体,在搅拌器附近形成高湍流的全混合区,产生高速射流推动液体在搅拌容器内循环。
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反应釜搅拌的影响因素
液体在设备中循环的方式称为液体的“流动模型”,简称“流型”。
流态与搅拌效果和搅拌功率密切相关。流动模式取决于搅拌器的形式、搅拌容器和内部构件的几何特征、流体性质、搅拌器速度和其他因素。
轴流
流体的流动方向与搅拌轴平行,流体被桨叶推动,使流体向下流动,遇到容器底面时再向上转动,形成上下循环流动。
辐流
流体的流动方向垂直于搅拌轴,并沿径向流动。当遇到容器壁时,流体被分成两股流,分别向上和向下流动,然后不经过叶片而返回叶片端,形成两股循环流。
切向流过滤或横流
在没有挡板的容器中,流体绕轴旋转,当流速较高时,液体表面会形成涡流,流体从桨叶周边到桨叶区域的流速很小,混合效果很差。
以上三种流型通常同时存在;
轴向流和径向流在混合中起主要作用。
应该抑制切向流——使用挡板可以削弱切向流,增强轴向流和径向流。
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反应釜搅拌器的分类及应用
桨式搅拌器、螺旋桨式搅拌器、涡轮式搅拌器和锚式搅拌器广泛应用于搅拌反应设备中,据统计占搅拌器总数的75 ~ 80%。
一个
叶片式搅拌器
它由叶片、键、轴环和垂直轴组成。桨叶通常由扁钢、不锈钢或有色金属制成。桨式搅拌器转速低,一般为20 ~ 80r/min。桨式搅拌器直径为反应釜内径的1/3 ~ 2/3,桨叶不宜过长。当反应釜直径较大时,应使用两个或两个以上的叶片。
主要应用:
桨式搅拌器适用于高流动性、低粘度的液体物料,也适用于纤维状和结晶性溶液。当料层较深时,轴上可以安装几排桨叶。与平叶型相比,折叶型功耗更小,运行成本更低,因此折叶螺旋桨的使用量更大。
桨式搅拌器不能用于气液分散操作,以保持气体和精制为目的。
桨式搅拌器的转速一般为20 ~ 100 r/min,其常用参数如下表所示:
2
推金十角板起
推动式搅拌器在搅拌过程中能使物料在反应釜内循环,在容积循环中起主要作用,剪切作用小,上下翻滚效果好。当需要较大的流量时,在反应釜内设置引流管。
标准的螺旋桨搅拌器有三个叶片,其螺距等于螺旋桨的直径d。螺旋桨式搅拌器的直径约为反应釜内径Di的1/4 ~ 1/3,搅拌器由铸铁和铸钢制成。
螺旋桨搅拌器的特点:
轴流式搅拌器:
循环量大,搅拌功率小;
结构简单,制造方便;
常用于低粘度流体。
三
汽轮式搅拌器
涡轮搅拌器转速为300 ~ 600转/分钟。直叶片和弯叶片涡轮搅拌器主要产生径向流,而折叠叶片涡轮搅拌器主要产生轴向流。
涡轮搅拌器的主要优点是能耗小时搅拌效率高,搅拌产生强烈的径向流。因此,适用于乳液、悬浮液等。
四
锚搅拌器
适用于粘度在100 pa·s以下的流体混合,当流体粘度在10 ~ 10 ~ 100 pa·s之间时,可以在锚桨中间加一个十字桨,即框架式混合器,增加容器中间的混合。
锚式搅拌器的特点:
结构简单,制造方便;
适用于粘度高、加工能力大的物料;
容易得到大的表面传热系数;
可以减少“挂墙”的发生。
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反应釜搅拌器的选择
一、根据搅拌目的进行选型
二、根据搅拌机类型和适用条件选择
文章直接来源:微信官方账号药学研究
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