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高黏度和低黏度溶液搅拌器的选型
低黏度互溶液体混合,低黏度互溶液体的混合是一个均相纯物理混合过程,主要控制因素是循环速率,而桨叶的剪切作用是次要的。当两种液体黏度相差较大时,剪切的存在有利于较高黏度液体在整个容器内的分散,有利于湍流扩散的强化。常用的搅拌器有推进式、斜叶涡轮、长薄叶螺旋式、三叶后弯式等。当黏度低于0.4Pa.s,特别是0.1Pa.s以下时,常在湍流区操作,不锈钢搅拌器,此时用推进式搅拌器为合适。这是由于推进式搅拌器直径小转速高,循环能力强且动力消耗少(在全挡板条件下操作),能形成强烈的循环流。如中央插入,d/D=0.25~0.33,C/D=1,H/D=1约等于1.2(D指容器内直径,d指搅拌器直径,H指液面高度,C指搅拌器距离容器底部的高度,以下同)。对大型容器中低黏度物料的混合采用斜入式时,d/D=O.25—0.33, H/D=1~1.2;采用旁入式时d/D=0.083~0.125或更小,H/D≤0.8。对黏度稍高或搅拌要求较高时,可采用宽叶的开启四斜叶涡轮式搅拌器,调节池搅拌器,与推进式相比,剪切作用略有加强。四斜叶涡轮主要尺寸为:d/D—0.25~0.5,C/d=1,H/D=1NI.2,b/d=0.25(b为桨叶宽度)。也可采用长薄叶螺旋式搅拌器,它与斜叶涡轮式相比,在同样能耗下能提供较大的循环流量,脱硫塔搅拌器,因此对循环流量要求较高的场合,选用此类搅拌器较合适。当黏度稍高,或两种液体的粘度有相当差别时,可选用三叶后弯式搅拌器。该种搅拌器具有良好的循环流性能,又兼有一定的剪切作用,只是使用时要注意与之匹配的挡板型式和安装位置。桨式搅拌器因其结构简单,在小容量液体混合中仍广泛应用,但在大容量液体混合时,其循环能力就显得不足。
拌装置中的搅拌体系分析
今天我们来分享一下搅拌器放大过程中的搅拌体系分析。通常来说,搅拌器的搅拌体系中某一点的状态可以通过一系列状态变量来表示。如温度、压力、流速、浓度等。作为一种基本方法,一个复杂的体系常常可以分解成几个简单的子体系进行实验和分析,从而使所获得的基本数据更有表征的价值,如在小试和模试中通常将反应和传递因素进行单独研究。但是被分离的变量之间常常存在互动和耦合效应,所以中试时经常将它们重新合并研究。如果两个子体系之间的连接是单方向的(比如i到j,j体系的输入=i体系的输出),则两个体系通常是独立的。对于两个变量是明显互相耦合在一起的,要避免将它们分离研究,或必须研究它们之间的耦合效应。举例来说,可以将一个复杂的化工过程分成进料段、反应段和后处理段进行分离研究,其中搅拌器的反应器往往是复杂的单元器,但难以再继续细分。
当体系确定,输入变量、输出变量、作用参数等随之可以确定。比如,输入变量可以包括进料中的化学组成和纯度等。输出变量可以包括流出物的化学组成,流出速率等。作用参数包括进料速率、催化剂类型、反应器进口温度、反应器进口压力、再循环流率等。当完成对子体系的定义后,需要对单个子体系进行研究,即小试研究。当小试完成后,需要考虑放大到模试。在模试阶段,除了考虑与小试过程同样关心的变量——转化率外,还要考虑副反应问题、热力学平衡、物理性质、化学平衡、热传递、相间和相内的质量传递、流体或固体的流动等。
搅拌器中搅拌器与流型介绍
准确的讲,搅拌器其实就是搅拌器中的搅拌桨叶和搅拌叶轮部分,这部分是整个搅拌器的关键部位,搅拌器通过旋转将机械动能传递给流体,而流体就根据搅拌器的旋转形式,形成不同的运动状态,不断地循环流动,这种循环流动的状态和形式就称之为流型。
流型同搅拌器中很多部件有关,比如内容器的几何特征、搅拌器、挡板等等,除了搅拌器的影响,流型还受很多因素的影响,比如:搅拌物质的物理性质,搅拌物质间的化学反应,搅拌效果的要求等,搅拌流型比较复杂,但其基本流型只有以下三种:
1.径向流型,阿克苏地搅拌器,这种流型中,流体的循环流动方向是和搅拌轴垂直的,在这种流型中,流体在径向的流动方向上,会受到内容器壁面的阻挡,从而一分为二,形成向上和向下两个循环流动方向。
2.轴向流型,在这种流型中,搅拌器中流体的循环流动方向同搅拌轴平行,流体在轴向动,遇到内容器底面阻挡,形成了上下方向的循环流动。
3.切向流型,切向流型多见于无挡板的内容器中,流体环绕搅拌轴运动,就是我们常说的漩涡,这种流型的混合效果比较差。
在正常的搅拌过程中,在三种流型往往是同时存在并相互影响的,其中对于切向流型,我们应该通过挡板加以抑制,而对轴向流型和径向流型,应该根据搅拌效果的需要予以增强。
当然,需要说明的是,以上对流型的介绍,为了方便和容易理解起见,我们只是通过搅拌器的中心安装这一个情况下进行说明的,不过一般来说不同的搅拌器其搅拌器安装方式可能有所不同,比如,偏心式、侧入式、顶部安装、斜插安装等等,那么,不同的搅拌器安装方式所产生的流型也就有着不同的差别,比起中心安装来更加的复杂,但是其流型也是由以上三种基本流型所构成的。
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