機(jī)械攪拌反應(yīng)器(攪拌釜式反應(yīng)器)

1、機(jī)械攪拌反應(yīng)器機(jī)械攪拌反應(yīng)器( (攪拌釜式反應(yīng)器攪拌釜式反應(yīng)器) )適用于各種物性（如粘度、密度）和各種操作條適用于各種物性（如粘度、密度）和各種操作條件（溫度、壓力）的反應(yīng)過(guò)程，應(yīng)用于合成塑料、件（溫度、壓力）的反應(yīng)過(guò)程，應(yīng)用于合成塑料、合成纖維、合成橡膠、醫(yī)藥、農(nóng)藥、化肥、染料、合成纖維、合成橡膠、醫(yī)藥、農(nóng)藥、化肥、染料、涂料、食品、冶金、廢水處理等行業(yè)。涂料、食品、冶金、廢水處理等行業(yè)。17 機(jī)械攪拌反應(yīng)器機(jī)械攪拌反應(yīng)器應(yīng)用應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)、生物反應(yīng)、混合、分散、溶解、化學(xué)反應(yīng)、生物反應(yīng)、混合、分散、溶解、結(jié)晶、萃取、吸收或解吸、傳熱等操作。結(jié)晶、萃取、吸收或解吸、傳熱等操作。結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)組成組

2、成攪拌容器攪拌容器和和攪拌機(jī)攪拌機(jī)兩大部。兩大部。由筒體、換熱元件由筒體、換熱元件及內(nèi)構(gòu)件組成及內(nèi)構(gòu)件組成由攪拌器、攪拌軸及其密封由攪拌器、攪拌軸及其密封裝置、傳動(dòng)裝置等組成裝置、傳動(dòng)裝置等組成1電動(dòng)機(jī)；電動(dòng)機(jī)；2減速機(jī)；減速機(jī)；3機(jī)架；機(jī)架；4人孔；人孔；5密封裝置；密封裝置；6進(jìn)料口；進(jìn)料口；7上封頭；上封頭；8筒體：筒體：9聯(lián)軸器；聯(lián)軸器；10攪拌軸；攪拌軸；11夾套；夾套；12載熱介質(zhì)出口；載熱介質(zhì)出口；13擋板；擋板；14螺旋導(dǎo)流板；螺旋導(dǎo)流板；15軸向流攪拌器；軸向流攪拌器；16徑向流攪拌器；徑向流攪拌器；17氣體分布器；氣體分布器；18下封頭；下封頭；19出料口；出料口；20載熱

3、介質(zhì)進(jìn)口；載熱介質(zhì)進(jìn)口；21氣體進(jìn)口氣體進(jìn)口圖圖17-1 通氣式攪拌反應(yīng)器通氣式攪拌反應(yīng)器典型結(jié)構(gòu)典型結(jié)構(gòu)17.1 攪拌容器攪拌容器 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)1. 圓筒體，封頭（橢圓形、錐形和平蓋，橢圓圓筒體，封頭（橢圓形、錐形和平蓋，橢圓 形封頭應(yīng)用最廣）。形封頭應(yīng)用最廣）。2. 各種接管，滿足進(jìn)料、出料、排氣等要求。各種接管，滿足進(jìn)料、出料、排氣等要求。3. 加熱、冷卻裝置：設(shè)置外夾套或內(nèi)盤(pán)管。加熱、冷卻裝置：設(shè)置外夾套或內(nèi)盤(pán)管。4. 上封頭焊有凸緣法蘭，用于攪拌容器與機(jī)架上封頭焊有凸緣法蘭，用于攪拌容器與機(jī)架 的連接。的連接。5. 傳感器，測(cè)量反應(yīng)物的溫度、壓力、成分及其它參傳感器，測(cè)量反應(yīng)物的溫度、壓

4、力、成分及其它參數(shù)。數(shù)。6. 支座，小型用懸掛式支座，大型用裙式支座或支承支座，小型用懸掛式支座，大型用裙式支座或支承式支座。式支座。7. 裝料系數(shù)（對(duì)容積而言），通常取裝料系數(shù)（對(duì)容積而言），通常取0.60.85。有。有 泡沫或呈沸騰狀態(tài)取泡沫或呈沸騰狀態(tài)取0.60.7；平穩(wěn)時(shí)??；平穩(wěn)時(shí)取0.80.85。容積容積直立式攪拌容器直立式攪拌容器臥式攪拌容器臥式攪拌容器筒體和下封頭兩部分容積之和筒體和下封頭兩部分容積之和筒體和左右兩封頭容積之和筒體和左右兩封頭容積之和表表171 幾種攪拌設(shè)備筒體的高徑比幾種攪拌設(shè)備筒體的高徑比種類種類罐內(nèi)物料類型罐內(nèi)物料類型高徑比高徑比一般攪拌罐一般攪拌罐液液-固

5、相、液液相固相、液液相11.3氣液相氣液相12聚合釜聚合釜懸浮液、乳化液懸浮液、乳化液2.083.85發(fā)酵罐類發(fā)酵罐類發(fā)酵液發(fā)酵液1.72.5換熱元件換熱元件換熱元件換熱元件夾套夾套內(nèi)盤(pán)管內(nèi)盤(pán)管優(yōu)先采用夾套，減少優(yōu)先采用夾套，減少容器內(nèi)構(gòu)件，便于清容器內(nèi)構(gòu)件，便于清洗，不占有效容積。洗，不占有效容積。一、夾套結(jié)構(gòu)一、夾套結(jié)構(gòu)夾套夾套在容器外側(cè)，用焊接或法蘭連接方式裝設(shè)各種形在容器外側(cè)，用焊接或法蘭連接方式裝設(shè)各種形狀的鋼結(jié)構(gòu)，使其與容器外壁形成密閉的空間。狀的鋼結(jié)構(gòu)，使其與容器外壁形成密閉的空間。此空間內(nèi)通入加熱或冷卻介質(zhì)，可加熱或冷卻容此空間內(nèi)通入加熱或冷卻介質(zhì)，可加熱或冷卻容器內(nèi)的物料。器

6、內(nèi)的物料。結(jié)構(gòu)型式結(jié)構(gòu)型式整體夾套整體夾套型鋼夾套型鋼夾套半圓管夾套半圓管夾套蜂窩夾套等蜂窩夾套等表表172 各種碳鋼夾套的適用溫度和壓力范圍各種碳鋼夾套的適用溫度和壓力范圍夾套型式夾套型式最高溫度最高溫度/最高壓力最高壓力/MPa 整體夾套整體夾套 U型型 圓筒型圓筒型3503000.61.6 型鋼夾套型鋼夾套2002.5 蜂窩夾套蜂窩夾套 短管支撐式短管支撐式 折邊錐體式折邊錐體式2002502.54.0 半圓管夾套半圓管夾套3506.4圓筒和下封頭都包有夾套，傳圓筒和下封頭都包有夾套，傳熱面積大，最常用結(jié)構(gòu)熱面積大，最常用結(jié)構(gòu)1. 整體夾套整體夾套 圓筒型圓筒型U型型傳熱面積較小，適用于

7、換熱傳熱面積較小，適用于換熱量要求不大的場(chǎng)合量要求不大的場(chǎng)合ttjDDDjDjttjDDDjDj圖圖17-2 整體夾套整體夾套(a) 圓筒型圓筒型(b) U型型連接方式連接方式可拆卸式可拆卸式不可拆卸式不可拆卸式用于夾套內(nèi)載熱介質(zhì)易結(jié)用于夾套內(nèi)載熱介質(zhì)易結(jié)垢、需經(jīng)常清洗的場(chǎng)合。垢、需經(jīng)常清洗的場(chǎng)合。夾套肩與筒體的聯(lián)接處，夾套肩與筒體的聯(lián)接處，做成錐形的稱為封口錐，做成錐形的稱為封口錐，做成環(huán)形的稱為封口環(huán)，做成環(huán)形的稱為封口環(huán)，見(jiàn)圖見(jiàn)圖173。圖圖17-3 夾套肩與筒體的連接結(jié)構(gòu)夾套肩與筒體的連接結(jié)構(gòu)(a)封口錐封口錐(b)封口環(huán)封口環(huán)d1t1t2t1t2d1t3t1t1t2t2t1d1d1封

8、口環(huán)封口環(huán)圖圖17-4 夾套底與封頭連接結(jié)構(gòu)夾套底與封頭連接結(jié)構(gòu)封口錐封口錐介質(zhì)流通特點(diǎn)介質(zhì)流通特點(diǎn) 載熱介質(zhì)流經(jīng)夾套與筒體的環(huán)形面積，流道面積大、載熱介質(zhì)流經(jīng)夾套與筒體的環(huán)形面積，流道面積大、 流速低、傳熱性能差。流速低、傳熱性能差。提高傳熱效率的措施：提高傳熱效率的措施： 在筒體上焊接螺旋導(dǎo)流板，減小流道截面積，在筒體上焊接螺旋導(dǎo)流板，減小流道截面積， 增加冷卻水流速，見(jiàn)圖增加冷卻水流速，見(jiàn)圖171； 進(jìn)口處安裝擾流噴嘴，使冷卻水呈湍流狀態(tài)，進(jìn)口處安裝擾流噴嘴，使冷卻水呈湍流狀態(tài)， 提高傳熱系數(shù)；提高傳熱系數(shù)； 夾套的不同高度處安裝切向進(jìn)口，提高冷卻夾套的不同高度處安裝切向進(jìn)口，提高冷卻

9、水流速，增加傳熱系數(shù)。水流速，增加傳熱系數(shù)。2型鋼夾套型鋼夾套 構(gòu)成構(gòu)成角鋼與筒體焊接組成，見(jiàn)圖角鋼與筒體焊接組成，見(jiàn)圖175。結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)沿筒體外壁軸向布置沿筒體外壁軸向布置沿筒體外壁螺旋布置沿筒體外壁螺旋布置型鋼的剛度大，型鋼的剛度大，彎曲成螺旋形彎曲成螺旋形時(shí)加工難度大時(shí)加工難度大圖圖17-5 型鋼夾套結(jié)構(gòu)型鋼夾套結(jié)構(gòu)(a)螺旋形角鋼互搭式螺旋形角鋼互搭式(b)角鋼螺旋形纏繞角鋼螺旋形纏繞3半圓管夾套半圓管夾套 特性特性 半圓管或弓形管由帶材壓制而成，加工方便。半圓管或弓形管由帶材壓制而成，加工方便。當(dāng)載熱介質(zhì)流量小時(shí)宜采用弓形管。當(dāng)載熱介質(zhì)流量小時(shí)宜采用弓形管。缺點(diǎn)：焊縫多，焊接工作量大，

10、缺點(diǎn)：焊縫多，焊接工作量大， 筒體較薄時(shí)易造成焊接筒體較薄時(shí)易造成焊接 變形。見(jiàn)圖變形。見(jiàn)圖176。結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)螺旋形纏繞在筒體外側(cè)螺旋形纏繞在筒體外側(cè)沿筒體軸向平行焊在筒體外側(cè)沿筒體軸向平行焊在筒體外側(cè)沿筒體圓周方向平行焊接在筒體外側(cè)沿筒體圓周方向平行焊接在筒體外側(cè)圖圖17-7圖圖17-6 半圓管夾套二種結(jié)構(gòu)半圓管夾套二種結(jié)構(gòu)(a) 半圓管半圓管圖圖17-6 半圓管夾套二種結(jié)構(gòu)半圓管夾套二種結(jié)構(gòu)bL3L2Lt1L3(a)螺旋形纏繞螺旋形纏繞圖圖17-7 半圓管夾套的安裝半圓管夾套的安裝圖圖17-6 半圓管夾套的安裝半圓管夾套的安裝(b)平行排管平行排管Dt14蜂窩夾套蜂窩夾套 特點(diǎn)特點(diǎn)以整體夾套

11、為基礎(chǔ)，采取折邊或短管等加強(qiáng)措施；以整體夾套為基礎(chǔ)，采取折邊或短管等加強(qiáng)措施；提高筒體的剛度和夾套的承壓能力，減少流道面積；提高筒體的剛度和夾套的承壓能力，減少流道面積；減薄筒體壁厚，強(qiáng)化傳熱效果。減薄筒體壁厚，強(qiáng)化傳熱效果。結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)折邊式折邊式拉撐式拉撐式圖圖17-8 折邊式蜂窩夾套折邊式蜂窩夾套夾套向內(nèi)折邊與筒夾套向內(nèi)折邊與筒體貼合好體貼合好, 再進(jìn)行再進(jìn)行焊接的結(jié)構(gòu)焊接的結(jié)構(gòu) D1t1D2t2bAA向向D1t1D2edminb用沖壓的小錐體用沖壓的小錐體或鋼管做拉撐體?；蜾摴茏隼瓝误w。蜂窩孔在筒體上蜂窩孔在筒體上呈正方形或三角呈正方形或三角形布置形布置 圖圖17-9 短管支撐式蜂窩夾套短

12、管支撐式蜂窩夾套二、內(nèi)盤(pán)管二、內(nèi)盤(pán)管當(dāng)反應(yīng)器的熱量?jī)H靠外夾套傳熱，換熱面積不夠時(shí)當(dāng)反應(yīng)器的熱量?jī)H靠外夾套傳熱，換熱面積不夠時(shí)常采用常采用內(nèi)盤(pán)管內(nèi)盤(pán)管結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)浸沒(méi)在物料中，熱量損失小，傳熱效果好，檢修較困難。浸沒(méi)在物料中，熱量損失小，傳熱效果好，檢修較困難。分類分類螺旋形盤(pán)管螺旋形盤(pán)管豎式蛇管豎式蛇管 圖圖17-10圖圖17-11圖圖17-10 螺旋形盤(pán)管螺旋形盤(pán)管 dDdD對(duì)稱布置的幾組對(duì)稱布置的幾組豎式蛇管：豎式蛇管： 傳熱傳熱 擋板作用擋板作用圖圖17-11豎式蛇管豎式蛇管攪拌器攪拌器 1、 攪拌器與流動(dòng)特征攪拌器與流動(dòng)特征 定義定義功能功能攪拌器又稱攪拌槳或攪拌葉輪，是攪拌反應(yīng)器

13、的關(guān)鍵攪拌器又稱攪拌槳或攪拌葉輪，是攪拌反應(yīng)器的關(guān)鍵部件。部件。提供過(guò)程所需要的能量和適宜的流動(dòng)狀態(tài)。提供過(guò)程所需要的能量和適宜的流動(dòng)狀態(tài)。原理原理攪拌器旋轉(zhuǎn)時(shí)把機(jī)械能傳遞給流體，在攪拌器附近形攪拌器旋轉(zhuǎn)時(shí)把機(jī)械能傳遞給流體，在攪拌器附近形成高湍動(dòng)的充分混合區(qū)，并產(chǎn)生一股高速射流推動(dòng)液成高湍動(dòng)的充分混合區(qū)，并產(chǎn)生一股高速射流推動(dòng)液體在攪拌容器內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。體在攪拌容器內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。流型流型 流體循環(huán)流動(dòng)的途徑。流體循環(huán)流動(dòng)的途徑。一、流型一、流型流型與攪拌的關(guān)系流型與攪拌的關(guān)系流型與攪拌效果、攪拌功流型與攪拌效果、攪拌功率的關(guān)系十分密切。攪拌率的關(guān)系十分密切。攪拌器的改進(jìn)和新型攪拌器的器的改進(jìn)和新

14、型攪拌器的開(kāi)發(fā)往往從流型著手。開(kāi)發(fā)往往從流型著手。流型決定因素流型決定因素取決于攪拌器的形式、攪拌取決于攪拌器的形式、攪拌容器和內(nèi)構(gòu)件幾何特征，以容器和內(nèi)構(gòu)件幾何特征，以及流體性質(zhì)、攪拌器轉(zhuǎn)速等及流體性質(zhì)、攪拌器轉(zhuǎn)速等因素。因素。攪拌機(jī)頂插式中心安裝攪拌機(jī)頂插式中心安裝立式圓筒的三種基本流型立式圓筒的三種基本流型徑向流徑向流軸向流軸向流切向流切向流流型流型流體流動(dòng)方向垂直于流體流動(dòng)方向垂直于攪拌軸，攪拌軸，沿徑向流動(dòng)沿徑向流動(dòng)，碰到容器壁面分成二碰到容器壁面分成二股流體分別向上、向股流體分別向上、向下流動(dòng)，再回到葉端，下流動(dòng)，再回到葉端，不穿過(guò)葉片，形成上、不穿過(guò)葉片，形成上、下二個(gè)循環(huán)流動(dòng)。

15、下二個(gè)循環(huán)流動(dòng)。(a)徑向流徑向流圖圖17-12攪拌器與流型攪拌器與流型(a) 徑向流徑向流流體流動(dòng)方向流體流動(dòng)方向平行于平行于攪拌軸攪拌軸，流體由槳葉，流體由槳葉推動(dòng)，使流體向下流推動(dòng)，使流體向下流動(dòng)，遇到容器底面再動(dòng)，遇到容器底面再向上翻，形成上下循向上翻，形成上下循環(huán)流。環(huán)流。(b)軸向流軸向流圖圖17-13 攪拌器與流型攪拌器與流型(b) 軸向流軸向流無(wú)擋板的容器內(nèi)，流無(wú)擋板的容器內(nèi)，流體體繞軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)繞軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，流速高時(shí)液體表面會(huì)流速高時(shí)液體表面會(huì)形成漩渦，流體從槳形成漩渦，流體從槳葉周圍周向卷吸至槳葉周圍周向卷吸至槳葉區(qū)的流量很小，混葉區(qū)的流量很小，混合效果很差。合效果很差。

16、(c)切向流切向流圖圖17-14 攪拌器與流型攪拌器與流型(c) 切向流切向流上述三種流型通常同時(shí)存在上述三種流型通常同時(shí)存在軸向流與徑向流對(duì)混合起主要作用軸向流與徑向流對(duì)混合起主要作用切向流應(yīng)加以抑制切向流應(yīng)加以抑制采用擋板可削弱切向流，采用擋板可削弱切向流，增強(qiáng)軸向流和徑向流增強(qiáng)軸向流和徑向流除中心安裝的攪拌機(jī)外，還有偏心式、底插式、側(cè)除中心安裝的攪拌機(jī)外，還有偏心式、底插式、側(cè)插式、斜插式、臥式等安裝方式，見(jiàn)圖插式、斜插式、臥式等安裝方式，見(jiàn)圖17-14。不同方式安裝的攪拌機(jī)產(chǎn)生的流型也各不相同。不同方式安裝的攪拌機(jī)產(chǎn)生的流型也各不相同。圖圖17-14 攪拌器在容器內(nèi)的安裝方式攪拌器在容

17、器內(nèi)的安裝方式(a) 垂直垂直偏心式偏心式(b) 底插式底插式(c) 側(cè)插式側(cè)插式(d) 斜插式斜插式(e) 臥式臥式擋板與導(dǎo)流筒擋板與導(dǎo)流筒(1) 擋板擋板 目的目的消除打漩和提高混合效果。消除打漩和提高混合效果。物料粘度小，攪拌轉(zhuǎn)速高，物料粘度小，攪拌轉(zhuǎn)速高，液體隨槳葉旋轉(zhuǎn)，在離心液體隨槳葉旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下涌向內(nèi)壁面并上力作用下涌向內(nèi)壁面并上升，中心部分液面下降，升，中心部分液面下降，形成漩渦，稱為打漩區(qū)。形成漩渦，稱為打漩區(qū)。打漩打漩后果后果隨轉(zhuǎn)速增加，漩渦中心下凹到與槳葉接觸，外面空氣進(jìn)隨轉(zhuǎn)速增加，漩渦中心下凹到與槳葉接觸，外面空氣進(jìn)入槳葉被吸到液體中，使其密度減小，混合效果降低。

18、入槳葉被吸到液體中，使其密度減小，混合效果降低。一般在容器內(nèi)壁面均勻安裝一般在容器內(nèi)壁面均勻安裝4塊擋板塊擋板寬度為容器直徑的寬度為容器直徑的1/121/10。全擋板條件全擋板條件當(dāng)再增加擋板數(shù)和擋板寬度，而功率消耗不再增加當(dāng)再增加擋板數(shù)和擋板寬度，而功率消耗不再增加時(shí)，稱為時(shí)，稱為全擋板條件全擋板條件。全擋板條件與擋板數(shù)量和寬度有關(guān)。全擋板條件與擋板數(shù)量和寬度有關(guān)。攪拌容器中的傳熱蛇管可部分或攪拌容器中的傳熱蛇管可部分或全部代替擋板，裝有垂直換熱管全部代替擋板，裝有垂直換熱管時(shí)一般可不再安裝擋板。時(shí)一般可不再安裝擋板。圖圖17-15 擋板擋板 (2) 導(dǎo)流筒導(dǎo)流筒作用作用上下開(kāi)口圓筒，安裝于

19、容器內(nèi)，在攪拌上下開(kāi)口圓筒，安裝于容器內(nèi)，在攪拌 混合中起導(dǎo)流作用。混合中起導(dǎo)流作用。(a) 渦輪式或槳渦輪式或槳式攪拌器式攪拌器 導(dǎo)流筒置于導(dǎo)流筒置于槳葉的槳葉的上方上方(b)推進(jìn)式攪拌器推進(jìn)式攪拌器 導(dǎo)流筒套在槳導(dǎo)流筒套在槳 葉葉外面外面，或略，或略 高于槳葉高于槳葉圖圖17-16 導(dǎo)流筒導(dǎo)流筒結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)當(dāng)攪拌器置于導(dǎo)流筒之下，且容器直徑又較大當(dāng)攪拌器置于導(dǎo)流筒之下，且容器直徑又較大時(shí)，導(dǎo)流筒的下端直徑應(yīng)縮小，使下部開(kāi)口小時(shí)，導(dǎo)流筒的下端直徑應(yīng)縮小，使下部開(kāi)口小于攪拌器的直徑。于攪拌器的直徑。通常導(dǎo)流筒上端低于靜液面，筒身上開(kāi)孔或槽，通常導(dǎo)流筒上端低于靜液面，筒身上開(kāi)孔或槽，當(dāng)液面降落后流體

20、仍可從孔或槽進(jìn)入導(dǎo)流筒。當(dāng)液面降落后流體仍可從孔或槽進(jìn)入導(dǎo)流筒。導(dǎo)流筒將攪拌容器截面分成面積相等的兩部分，導(dǎo)流筒將攪拌容器截面分成面積相等的兩部分，導(dǎo)流筒直徑約為容器直徑的導(dǎo)流筒直徑約為容器直徑的70%70%。流動(dòng)特性流動(dòng)特性攪拌器從電動(dòng)機(jī)獲得機(jī)械能，推動(dòng)物料（流體）運(yùn)動(dòng)。攪拌器從電動(dòng)機(jī)獲得機(jī)械能，推動(dòng)物料（流體）運(yùn)動(dòng)。攪拌器對(duì)流體產(chǎn)生二種作用，攪拌器對(duì)流體產(chǎn)生二種作用，剪切剪切作用和作用和循環(huán)循環(huán)作用。作用。 剪切作用與液剪切作用與液液攪拌體系中液滴的細(xì)化、液攪拌體系中液滴的細(xì)化、固固液攪拌體系中固體粒子的破碎以及氣液攪拌體系中固體粒子的破碎以及氣液液攪拌體系中氣泡的細(xì)微化有關(guān)。攪拌體系中氣

21、泡的細(xì)微化有關(guān)。 當(dāng)輸入液體的能量主要用于對(duì)流體的剪切當(dāng)輸入液體的能量主要用于對(duì)流體的剪切作用時(shí)，則稱為剪切型葉輪，如徑向渦輪式、作用時(shí)，則稱為剪切型葉輪，如徑向渦輪式、鋸齒圓盤(pán)式等。鋸齒圓盤(pán)式等。流動(dòng)特性流動(dòng)特性攪拌器從電動(dòng)機(jī)獲得機(jī)械能，推動(dòng)物料（流體）運(yùn)動(dòng)。攪拌器從電動(dòng)機(jī)獲得機(jī)械能，推動(dòng)物料（流體）運(yùn)動(dòng)。攪拌器對(duì)流體產(chǎn)生二種作用，攪拌器對(duì)流體產(chǎn)生二種作用，剪切剪切作用和作用和循環(huán)循環(huán)作用。作用。 循環(huán)作用與混合時(shí)間、傳熱、固體的懸循環(huán)作用與混合時(shí)間、傳熱、固體的懸浮等相關(guān)。浮等相關(guān)。 當(dāng)攪拌器輸入流體的能量主要用于流體當(dāng)攪拌器輸入流體的能量主要用于流體的循環(huán)作用時(shí)，稱為循環(huán)型葉輪，如框式、

22、的循環(huán)作用時(shí)，稱為循環(huán)型葉輪，如框式、螺帶式、錨式、槳式、推進(jìn)式等為循環(huán)型葉螺帶式、錨式、槳式、推進(jìn)式等為循環(huán)型葉輪。輪。 2、 攪拌器分類、圖譜及典型攪拌器特性攪拌器分類、圖譜及典型攪拌器特性 一、攪拌器分類一、攪拌器分類按流體流動(dòng)形態(tài)按流體流動(dòng)形態(tài)軸向流攪拌器軸向流攪拌器徑向流攪拌器徑向流攪拌器按結(jié)構(gòu)分為按結(jié)構(gòu)分為平葉平葉 折葉折葉 螺旋面葉螺旋面葉槳式、渦輪式、框式和槳式、渦輪式、框式和錨式的槳葉都有平葉和錨式的槳葉都有平葉和折葉兩種結(jié)構(gòu)折葉兩種結(jié)構(gòu)推進(jìn)式、螺桿式和螺帶推進(jìn)式、螺桿式和螺帶式的槳葉為螺旋面葉式的槳葉為螺旋面葉混合流攪拌器混合流攪拌器軸向流攪拌器軸向流攪拌器 按攪拌按攪拌用

23、途分為用途分為低低粘流體粘流體用攪拌器用攪拌器高高粘流體粘流體用攪拌器用攪拌器低粘流體攪拌器有：低粘流體攪拌器有：推進(jìn)式、長(zhǎng)薄葉螺旋槳、推進(jìn)式、長(zhǎng)薄葉螺旋槳、槳式、開(kāi)啟渦輪式、圓盤(pán)槳式、開(kāi)啟渦輪式、圓盤(pán)渦輪式、布魯馬金式、板渦輪式、布魯馬金式、板框槳式、三葉后彎式、框槳式、三葉后彎式、MIG和改進(jìn)和改進(jìn)MIG等。等。高粘流體攪拌器有：高粘流體攪拌器有：錨式、框式、鋸齒圓盤(pán)式、錨式、框式、鋸齒圓盤(pán)式、螺旋槳式、螺帶式（單螺帶、螺旋槳式、螺帶式（單螺帶、雙螺帶）、螺旋雙螺帶）、螺旋螺帶式等。螺帶式等。圖圖17-17 攪拌器流型分類圖譜攪拌器流型分類圖譜 軸流式軸流式混流式混流式徑流式徑流式攪拌器攪

24、拌器 槳式、推進(jìn)式、渦輪式槳式、推進(jìn)式、渦輪式和和錨式錨式攪拌器在攪拌器在攪拌反應(yīng)設(shè)備中應(yīng)用最為廣泛，據(jù)統(tǒng)計(jì)約占攪拌反應(yīng)設(shè)備中應(yīng)用最為廣泛，據(jù)統(tǒng)計(jì)約占攪拌器總數(shù)的攪拌器總數(shù)的7580。二、幾種常用攪拌器：二、幾種常用攪拌器：1. 槳式攪拌器槳式攪拌器 結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單葉片用扁鋼制成，焊葉片用扁鋼制成，焊接或用螺栓固定在輪接或用螺栓固定在輪轂上，葉片數(shù)是轂上，葉片數(shù)是2、3或或4 片，葉片形式可片，葉片形式可分為平直葉式和折葉分為平直葉式和折葉式兩種。式兩種。圖圖17-18 槳式攪拌器槳式攪拌器 主要應(yīng)用主要應(yīng)用也用于高粘流體攪拌，促進(jìn)流體的上下交換，代替也用于高粘流體攪拌，促進(jìn)流體的上下交

25、換，代替價(jià)格高的螺帶式葉輪，能獲得良好的效果。價(jià)格高的螺帶式葉輪，能獲得良好的效果。液液液系中用于防止分離、使罐的溫度均一，固液系中用于防止分離、使罐的溫度均一，固液系中多用于防止固體沉降。液系中多用于防止固體沉降。主要用于流體的循環(huán)，由于在同樣排量下，折葉式主要用于流體的循環(huán)，由于在同樣排量下，折葉式比平直葉式的功耗少，操作費(fèi)用低，故比平直葉式的功耗少，操作費(fèi)用低，故軸流槳葉使軸流槳葉使用較多用較多。槳式攪拌器的轉(zhuǎn)速一般為槳式攪拌器的轉(zhuǎn)速一般為20100r/min ，最高粘度為最高粘度為20Pas 。其常用參數(shù)見(jiàn)表。其常用參數(shù)見(jiàn)表17-5。缺點(diǎn)缺點(diǎn)不能用于以保持氣體和以細(xì)微化為目的不能用于以

26、保持氣體和以細(xì)微化為目的的氣的氣液分散操作中。液分散操作中。表表17-5 槳式攪拌器常用參數(shù)槳式攪拌器常用參數(shù)常用尺寸常用尺寸常用運(yùn)轉(zhuǎn)常用運(yùn)轉(zhuǎn)條件條件常用介質(zhì)常用介質(zhì)粘度范圍粘度范圍流動(dòng)狀態(tài)流動(dòng)狀態(tài)備注備注d/D=0.350.8b/d=0.10.25Bn=2n=1100r/minv=1.05.0m/s小于小于2Pas 低轉(zhuǎn)速時(shí)水平環(huán)低轉(zhuǎn)速時(shí)水平環(huán)向流為主；轉(zhuǎn)速向流為主；轉(zhuǎn)速高時(shí)為徑向流；高時(shí)為徑向流；有擋板時(shí)為上下有擋板時(shí)為上下循環(huán)流循環(huán)流當(dāng)當(dāng)d/D=0.9以上，以上，并設(shè)置多層槳葉并設(shè)置多層槳葉時(shí)，可用于高粘時(shí)，可用于高粘度液體的低速攪度液體的低速攪拌。在層流區(qū)操拌。在層流區(qū)操作，適用的介質(zhì)

27、作，適用的介質(zhì)粘度可達(dá)粘度可達(dá)100Pas,v=1.03.0m/s折葉式折葉式=45，60折葉式有軸向、折葉式有軸向、徑向和環(huán)向分流徑向和環(huán)向分流作用作用 注：注：n轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)速； v葉端線速度；葉端線速度； Bn葉片數(shù)；葉片數(shù)； d攪拌器直徑；攪拌器直徑；D容器內(nèi)徑：容器內(nèi)徑：折葉角。折葉角。 2. 推進(jìn)式攪拌器推進(jìn)式攪拌器 推進(jìn)式攪拌器（又稱船用推進(jìn)器）推進(jìn)式攪拌器（又稱船用推進(jìn)器）常用于低粘流體中。常用于低粘流體中。結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)式攪拌器有三瓣葉標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)式攪拌器有三瓣葉片，其螺距與槳直徑片，其螺距與槳直徑d相等。相等。它直徑較小，它直徑較小，d/D=1/41/3，葉端速度一般為葉端速度一

28、般為 710 m/s，最高達(dá)最高達(dá)15 m/s。圖圖17-19 推進(jìn)式攪拌器推進(jìn)式攪拌器 特點(diǎn)特點(diǎn) 攪拌時(shí)流體的湍流程度不高，循環(huán)量大，結(jié)構(gòu)攪拌時(shí)流體的湍流程度不高，循環(huán)量大，結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，制造方便。簡(jiǎn)單，制造方便。 攪拌時(shí)攪拌時(shí)流體由槳葉上方吸入，下方以圓筒狀螺旋形排流體由槳葉上方吸入，下方以圓筒狀螺旋形排 出，流體至容器底再沿壁面返至槳葉上方，形出，流體至容器底再沿壁面返至槳葉上方，形 成軸向流動(dòng)。成軸向流動(dòng)。循環(huán)性能好，剪切作用不大，循環(huán)性能好，剪切作用不大，屬于屬于循環(huán)型循環(huán)型攪拌器攪拌器應(yīng)用應(yīng)用粘度低、流量大的場(chǎng)合，用較小的攪拌功率，能獲得較好粘度低、流量大的場(chǎng)合，用較小的攪拌功率，能

29、獲得較好的攪拌效果。的攪拌效果。主要用于液液系混合、使溫度均勻，在低濃度固液系主要用于液液系混合、使溫度均勻，在低濃度固液系中防止淤泥沉降等中防止淤泥沉降等改進(jìn)改進(jìn)容器內(nèi)裝擋板、攪拌軸偏心安裝、容器內(nèi)裝擋板、攪拌軸偏心安裝、攪拌器傾斜，可防止漩渦形成。攪拌器傾斜，可防止漩渦形成。常用參數(shù)見(jiàn)表常用參數(shù)見(jiàn)表17-6表表17-6 推進(jìn)式攪拌器常用參數(shù)推進(jìn)式攪拌器常用參數(shù)常用尺寸常用尺寸常用運(yùn)常用運(yùn)轉(zhuǎn)條件轉(zhuǎn)條件常用介質(zhì)常用介質(zhì)粘度范圍粘度范圍流動(dòng)狀態(tài)流動(dòng)狀態(tài)備注備注d/D=0.20.5(以以0.33居多居多)p/d=1,2Bn=2,3,4(以以3居多居多)p螺距螺距n=100500r/minv=315

30、m/s小于小于2Pas軸流型，循軸流型，循環(huán)速率高，環(huán)速率高，剪切力小。剪切力小。采用擋板或采用擋板或?qū)Я魍矂t軸導(dǎo)流筒則軸向循環(huán)更強(qiáng)向循環(huán)更強(qiáng)最高轉(zhuǎn)速可達(dá)最高轉(zhuǎn)速可達(dá)1750r/min:最高最高葉端線速度可達(dá)葉端線速度可達(dá)25m/s。轉(zhuǎn)速在。轉(zhuǎn)速在500r/min以下，以下，適用介質(zhì)粘度可適用介質(zhì)粘度可達(dá)達(dá)50Pa.s 渦輪式攪拌器（又稱透渦輪式攪拌器（又稱透平式葉輪），是應(yīng)用較平式葉輪），是應(yīng)用較廣的一種攪拌器，能有廣的一種攪拌器，能有效地完成幾乎所有的攪效地完成幾乎所有的攪拌操作，并能處理粘度拌操作，并能處理粘度范圍很廣的流體。見(jiàn)圖范圍很廣的流體。見(jiàn)圖1720。3渦輪式攪拌器渦輪式攪拌器

31、圖圖17-20 渦輪式攪拌器渦輪式攪拌器 渦輪式攪拌器分為渦輪式攪拌器分為開(kāi)式開(kāi)式盤(pán)式盤(pán)式開(kāi)式有：開(kāi)式有：平直葉、斜葉、彎葉等。平直葉、斜葉、彎葉等。葉片數(shù)為葉片數(shù)為2葉和葉和4葉葉盤(pán)式有：盤(pán)式有：圓盤(pán)平直葉、圓盤(pán)斜葉、圓盤(pán)平直葉、圓盤(pán)斜葉、圓盤(pán)彎葉等。葉片數(shù)常圓盤(pán)彎葉等。葉片數(shù)常為為6葉。葉。為改善流動(dòng)狀況，為改善流動(dòng)狀況，有時(shí)把槳葉制成凹形或箭形有時(shí)把槳葉制成凹形或箭形應(yīng)用應(yīng)用 渦輪式攪拌器有較大的剪切力，可使流體微團(tuán)分散得渦輪式攪拌器有較大的剪切力，可使流體微團(tuán)分散得很細(xì)，適用于低粘度到中等粘度流體的混合、液很細(xì)，適用于低粘度到中等粘度流體的混合、液液分散、液分散、液液固懸浮，以及促進(jìn)良

32、好的傳熱、傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)。固懸浮，以及促進(jìn)良好的傳熱、傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)。平直葉平直葉剪切作用較大，屬剪切型攪拌器。剪切作用較大，屬剪切型攪拌器。彎葉彎葉 指葉片朝著流動(dòng)方向彎曲，可降低功率指葉片朝著流動(dòng)方向彎曲，可降低功率 消耗，適用于含有易碎固體顆粒的流體攪拌。消耗，適用于含有易碎固體顆粒的流體攪拌。表表17-7 渦輪式攪拌器常用參數(shù)渦輪式攪拌器常用參數(shù)型式型式常用尺寸常用尺寸常用運(yùn)轉(zhuǎn)常用運(yùn)轉(zhuǎn)條件條件常用介質(zhì)粘常用介質(zhì)粘度范圍度范圍流動(dòng)狀態(tài)流動(dòng)狀態(tài)備注備注開(kāi)式開(kāi)式渦輪渦輪d/D=0.20.5(以以0.33居多居多)b/d=0.2Bn=,3,4,6,8(以以6居多居多)折葉式折葉式=30,45,

33、60后彎式后彎式=30,50,60后彎角后彎角n=10300r/minv=410m/s折葉式折葉式v=26m/s小于小于50Pas，折葉和后彎折葉和后彎葉小于葉小于10Pas平直葉、平直葉、后彎葉為后彎葉為徑向流型。徑向流型。在有擋板在有擋板時(shí)以槳葉時(shí)以槳葉為界形成為界形成上下兩個(gè)上下兩個(gè)循環(huán)流。循環(huán)流。折葉的還折葉的還有軸向分有軸向分流，近于流，近于軸流型軸流型最高轉(zhuǎn)速最高轉(zhuǎn)速可達(dá)可達(dá)600r/min圓盤(pán)上下圓盤(pán)上下液體的混液體的混合不如開(kāi)合不如開(kāi)式渦輪式渦輪盤(pán)式盤(pán)式渦輪渦輪d:l:b=20:5:4d/D=0.20.5(以以0.33居多居多)Bn=4,6,8=45,60=45n=10300r

34、/minv=410m/s折葉式折葉式v=26m/s小于小于50Pas，折葉和折葉和后彎葉后彎葉小于小于10Pas4錨式攪拌器錨式攪拌器 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。適用于粘度在適用于粘度在100Pas以下的流體攪拌，當(dāng)流以下的流體攪拌，當(dāng)流體粘度在體粘度在10100Pas時(shí)，可在錨式槳中間加時(shí)，可在錨式槳中間加一橫槳葉，即為一橫槳葉，即為框式攪框式攪拌器，拌器，以增加容器中部以增加容器中部的混合。的混合。圖圖17-21 錨式攪拌器錨式攪拌器 應(yīng)用應(yīng)用錨式或框式槳葉的混合效果并不理想，只適用于對(duì)混合錨式或框式槳葉的混合效果并不理想，只適用于對(duì)混合要求不太高的場(chǎng)合。要求不太高的場(chǎng)合。由于錨式攪拌器在容器壁

35、附近流速比其它攪拌器由于錨式攪拌器在容器壁附近流速比其它攪拌器大，能得到大的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，故常用于傳熱、大，能得到大的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，故常用于傳熱、晶析操作。晶析操作。常用于攪拌高濃度淤漿和沉降性淤漿。常用于攪拌高濃度淤漿和沉降性淤漿。當(dāng)攪拌粘度大于當(dāng)攪拌粘度大于100Pas 的流體時(shí)，應(yīng)采用螺帶的流體時(shí)，應(yīng)采用螺帶式或螺桿式。式或螺桿式。常用尺寸常用尺寸常用運(yùn)轉(zhuǎn)條常用運(yùn)轉(zhuǎn)條件件常用介質(zhì)常用介質(zhì)粘度范圍粘度范圍流動(dòng)狀態(tài)流動(dòng)狀態(tài)備注備注d/D=0.90.98b/D=0.1h/D=0.48 1.0n=1100r/minv=15m/s小于小于100Pas不同高度不同高度上的水平上的水平環(huán)向流環(huán)向流為了

36、增大攪為了增大攪拌范圍，可拌范圍，可根據(jù)需要在根據(jù)需要在槳葉上增加槳葉上增加立葉立葉和和橫梁橫梁表表17-8 錨式攪拌器常用參數(shù)錨式攪拌器常用參數(shù)8.2.3.3 攪拌器的選用攪拌器的選用選用時(shí)除滿足工藝要求外，還應(yīng)考慮功耗低、操作選用時(shí)除滿足工藝要求外，還應(yīng)考慮功耗低、操作費(fèi)用省，以及制造、維護(hù)和檢修方便等因素。費(fèi)用省，以及制造、維護(hù)和檢修方便等因素。攪拌器選型一般從三個(gè)方面考慮攪拌器選型一般從三個(gè)方面考慮攪拌目的攪拌目的 物料粘度物料粘度 攪拌容器容積的大小攪拌容器容積的大小僅考慮攪拌目的時(shí)攪拌器的選型見(jiàn)表僅考慮攪拌目的時(shí)攪拌器的選型見(jiàn)表17-9。一、按攪拌目的選型一、按攪拌目的選型常用的攪拌器選用方法：常用的攪拌器選用方法：攪拌目的攪拌目的擋板條件擋板條件推薦形式推薦形式流動(dòng)狀態(tài)流動(dòng)狀態(tài)互溶液體的混合及互溶液體的混合及在其中進(jìn)行化學(xué)反在其中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)應(yīng)無(wú)擋板無(wú)擋板三葉折葉渦輪、六葉折葉開(kāi)啟渦輪、三葉折葉渦輪、六葉折葉開(kāi)啟渦輪、槳式、圓盤(pán)渦輪槳式、圓盤(pán)渦輪 湍流湍流( (低粘流體低粘流體) )有導(dǎo)流筒有導(dǎo)流筒三葉折葉渦輪、六葉折葉開(kāi)啟渦輪、三葉折葉渦輪、六葉折葉開(kāi)啟渦輪、推進(jìn)式推進(jìn)式有或無(wú)導(dǎo)流筒有或無(wú)導(dǎo)流筒槳式、螺桿式、框式、螺帶式、錨槳式、螺桿式、框式、螺帶式、錨式式層流層流( (高粘流體高粘流體) )固固液相分散及在液相分散及