单向圆盘涡轮式搅拌器:单向涡轮为径流型搅拌器,有较大的离心辐射状流线,一般在中高速段使用,有类似叶片泵的功能,有较高的泵送能力,剪切力和分散能力高,特别适合于高强度要求的气体分散、吸收、萃取等操作;也适用于固体悬浮、传热、非均相反应操作。涡轮式搅拌器不仅能产生较大的液体循环量,而且可对桨叶外缘附近的液体产生较强的剪切作用,常用于黏度小于50Pa·s的液体的反应、混合、传热以及固体在液体中的溶解、悬浮和气体分散等过程。
螺杆式搅拌器:此类搅拌器为慢速型搅拌器,在层流区操作,适用于中高粘度液的混和和传热等过程,螺杆式搅拌直径小,轴向推力大,螺杆带上导流筒,轴向流动加强,在导流筒内外形成向下向上的循环。
几种常用搅拌器简介:桨式、推进式、涡轮式和锚式搅拌器在搅拌反应设备中应用尤为广泛,据统计约占搅拌器总数的75~80%。
1、桨式搅拌器:结构尤为简单;叶片用扁钢制成,焊接或用螺栓固定在轮毂上,叶片数是2、3或4片,叶片形式可分为平直叶式和折叶式两种。
主要应用:液——液系中用于防止分离、使罐的温度均一,固一液系中多用于防止固体沉降。对于一定几何结构的搅拌器和搅拌槽,K与Rej的函数关系可由实验测定,将这函数关系绘成曲线,称为功率曲线。主要用于流体的循环,由于在同样排量下,折叶式比平直叶式的功耗少,操作费用低,故轴流桨叶使用较多。也用于高粘流体搅拌,促进流体的上下交换,代替价格高的螺带式叶轮,能获得良好的效果。
缺点:不能用于以保持气体和以细微化为目的的气——液分散操作中 。
3.涡轮式搅拌器:涡轮式搅拌器(又称透平式叶轮),是应用较广的一种搅拌器,能有效地完成几乎所有的搅拌操作,并能处理粘度范围很广的流体。可调推进式的桨叶可转动土15°,调整倾角,在试验性的工艺过程中作用很大。应用:涡轮式搅拌器有较大的剪切力,可使流体微团分散得很细,适用于低粘度到中等粘度流体的混合、液——液分散、液——固悬浮,以及促进良好的传热、传质和化学反应。
4.锚式搅拌器:结构简单。适用于粘度在100Pa·s以下的流体搅拌,当流体粘度在10~ 100Pa·s时,可在锚式桨中间加一横桨叶,即为框式搅拌器,以增加容器中部的混合。
如为连串反应,中间产物为目的产物,反应为动力学控制,或非等级反应还有扩散控制,这类体系都不希望有很多的返混,建议用并流的多级鼓泡塔或有横向挡板的多级鼓泡搅拌反应器。
对于扩散控制而要具有大的相界面或尽量提高传质系数的情况,及混有一定固体粒子的气液反应,须采用带机械搅拌的反应设备。
用土体催化剂的气液反应,如反应须在催化剂表面或经内扩散在其内表面上进行,且反应热可以靠绝热温升解决时,可采用滴流床反应器。
对气液反应来说并流或逆流的管式反应器工业上用的不多。这一类反应其用在化学反应本身速度较快而单位体积的传热面积又有较大要求的场合。
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