化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備 攪拌器

常見攪拌器及選型

制作人:佘含東、高明、朱明英、楊若梅化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備

目錄一.攪拌器結(jié)構(gòu)、類型、特點(diǎn)二.攪拌器選型:

a.按物料粘度選型b.按攪拌目的選型三.攪拌附件

a.擋板

b.導(dǎo)流筒一、攪拌器結(jié)構(gòu)

a.攪拌器,包括旋轉(zhuǎn)的軸和裝在軸上的葉輪。

b.輔助部件和附件,包括密封裝置、減速機(jī)、攪拌電機(jī)、支架、擋板和導(dǎo)流筒等。攪拌器實(shí)現(xiàn)攪拌操作的主要部件,其主要的組成部分是葉輪,它隨旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)將機(jī)械能施加給液體,并促使液體運(yùn)動(dòng)。

針對(duì)不同的物料系統(tǒng)和不同的攪拌目的出現(xiàn)了許多類型攪拌器。(1).漿示攪拌器。由漿葉、鍵、軸組成。漿葉一般用扁鋼或角鋼制造,當(dāng)被攪拌物料對(duì)鋼材腐蝕嚴(yán)重時(shí)可用不銹鋼或有色金屬制造,也可采用鋼制漿葉的外面包覆線橡膠、環(huán)氧或酚醛樹脂、玻璃鋼等材質(zhì)。漿式攪拌器的轉(zhuǎn)速較低,一般為20~80r/min,圓周速度在1.3~3m/s范圍內(nèi)比較合適。漿式攪拌器適用于流動(dòng)性大、黏度小的液體物料,也適用于纖維狀和結(jié)晶狀的溶解液,如果液體物料層很深時(shí)可在軸上裝置數(shù)排漿葉。

按葉片形式可分為平直葉式和折葉式。液-液體系中用于防止分離、使罐的溫度均勻,固-液體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,折葉式比平直葉式的功耗少,操作費(fèi)用低,故折葉式使用較多。不能用于以保持氣體和以細(xì)微化為目的地氣-液分散操作中。(2).渦輪式攪拌器。按照有無圓盤可分為圓盤渦輪攪拌器和開啟渦輪攪拌器;按照葉輪又分為平直葉和彎曲葉。渦輪攪拌器速度較大,線速度約為3~8m/s,轉(zhuǎn)速范圍為300~600r/min。渦輪攪拌器的主要優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)能量消耗不大時(shí)攪拌效率較高,攪拌產(chǎn)生很強(qiáng)的徑向流。因此它適用于乳濁液、懸濁液等。

渦輪式攪拌器結(jié)構(gòu)(3).推進(jìn)式攪拌器。常用于整體鍛造,加工方便,攪拌器可用軸套以平鍵(或緊固螺釘)與軸固定。通常為兩個(gè)攪拌葉,第一個(gè)攪拌葉安裝在反應(yīng)釜的上部,把液體或氣體往下壓,第二個(gè)漿葉安裝在下部,把液體往上推和。攪拌時(shí)使物料在反應(yīng)釜內(nèi)循環(huán)流動(dòng),所起作用以容積循環(huán)為主,上下翻滾效果良好。當(dāng)需要有更大的流速是時(shí),反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流筒。推進(jìn)式攪拌直徑約反應(yīng)釜內(nèi)徑的1/4~1/3,線速度可達(dá)5~15m/s,轉(zhuǎn)速范圍為300~600r/min。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)簡(jiǎn)單,制造方便。應(yīng)用:粘度低、流量大場(chǎng)合,用較小的攪拌功率,能獲得較好的攪拌效果。主要用于液-液系混合、使溫度均勻,在低濃度固-液系中防止淤泥沉降等。改進(jìn):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。(4).框式和錨式攪拌器?？蚴綌嚢杵骷磳⑺降臐{葉與垂直的漿葉連成一體成為剛性的框子,其結(jié)構(gòu)比較堅(jiān)固,攪拌物料量大。如果這類攪拌器底部形狀和反應(yīng)釜下封頭形狀相似時(shí),通常稱為錨式攪拌器?？蚴綌嚢杵髦睆捷^大,一般是內(nèi)徑的2/3~9/10,線速度約0.5~1.5m/s,轉(zhuǎn)速范圍約50~70r/min?？蚴綌嚢杵髋c釜壁間隙小,有利于傳熱過程的進(jìn)行,快速旋轉(zhuǎn)時(shí)攪拌器葉片所帶動(dòng)的液體把靜止層從反應(yīng)釜壁上帶下來,慢速旋轉(zhuǎn)是有刮板的攪拌器能才產(chǎn)生良好的熱傳導(dǎo)。常用于傳熱、晶析操作和高黏度液體、高濃度淤漿和沉漿性淤漿的攪拌。(5).螺帶式攪拌器和螺桿式攪拌器。螺桿式攪拌器常用扁鋼安螺旋形繞成,直徑較大,長(zhǎng)做成幾條緊貼內(nèi)壁,與釜壁的間隙小,所以攪拌時(shí)能不斷地將黏粘與釜壁的沉積物刮下來。螺帶的高度筒通常取灌底至液面的高度。它們的攪拌速度都較低,通常不超過50r/min,產(chǎn)生以上下循環(huán)流為主的流動(dòng),主要用于高黏度液體的攪拌。二.攪拌器選型

攪拌器的選型主要根據(jù)物料性質(zhì)、攪拌目的及各種攪拌器的性能特征來進(jìn)行。

a.按物料黏度選型

直徑轉(zhuǎn)速攪拌器低粘度小高轉(zhuǎn)速推進(jìn)式、渦輪式高粘度大低轉(zhuǎn)速錨式、框式、漿式

幾種典型的攪拌器器隨黏度的高低而有不同的適用范圍。b.按攪拌目的選型攪拌目的攪拌器類型低粘度均相液體混合非均相液液分散過程氣液分散過程固體懸浮操作固體溶解結(jié)晶過程傳熱為主的攪拌操作推進(jìn)式√渦輪式√√開啟式√√漿式√√(粒度較大)框式√流型軸向流徑向流徑向流軸向流徑向流徑向流軸向流徑向流軸向流攪拌器類型及應(yīng)用條件三.攪拌附件攪拌附件主要有擋板、導(dǎo)流筒和穩(wěn)定器設(shè)置原因:攪拌器轉(zhuǎn)速高時(shí)易產(chǎn)生漩渦流或稱為,“柱狀回轉(zhuǎn)區(qū)”影響攪拌效果,劇烈打旋的液體結(jié)合漩渦作用,對(duì)攪拌軸產(chǎn)生沖擊作用,從而影響攪拌器的使用壽命。插入容器內(nèi)的進(jìn)出料管、溫度計(jì)、氣體分布器等也具有擋板或?qū)Я魍差愃频淖饔?。a.擋板:目的是為了消除切線流和“打漩”現(xiàn)象而設(shè)計(jì)的。一般為2~4塊,且對(duì)于低速攪拌高粘度液體的錨式和框式攪拌器來說,安裝擋板毫無意義的。(打漩現(xiàn)象:液體在離心力作用下涌向器壁,中心部分液面下降,形成一個(gè)大漩渦。轉(zhuǎn)速越高,形成的漩渦越深。)b.導(dǎo)流筒是上下開口的圓筒,安裝在反應(yīng)釜筒體內(nèi)。對(duì)于渦輪式或漿葉式攪拌器,導(dǎo)流筒置于漿葉上方;對(duì)推進(jìn)式攪拌器,導(dǎo)流筒