化學反應過程與設備 攪拌器

常見攪拌器及選型

制作人:佘含東、高明、朱明英、楊若梅化學反應過程與設備

目錄一.攪拌器結構、類型、特點二.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.導流筒一、攪拌器結構

a.攪拌器,包括旋轉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、攪拌電機、支架、擋板和導流筒等。攪拌器實現攪拌操作的主要部件,其主要的組成部分是葉輪,它隨旋轉軸運動將機械能施加給液體,并促使液體運動。

針對不同的物料系統(tǒng)和不同的攪拌目的出現了許多類型攪拌器。(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,當被攪拌物料對鋼材腐蝕嚴重時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。漿式攪拌器的轉速較低,一般為20~80r/min,圓周速度在1.3~3m/s范圍內比較合適。漿式攪拌器適用于流動性大、黏度小的液體物料,也適用于纖維狀和結晶狀的溶解液,如果液體物料層很深時可在軸上裝置數排漿葉。

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,操作費用低,故折葉式使用較多。不能用于以保持氣體和以細微化為目的地氣-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,轉速范圍為300~600r/min。渦輪攪拌器的主要優(yōu)點是當能量消耗不大時攪拌效率較高,攪拌產生很強的徑向流。因此它適用于乳濁液、懸濁液等。

渦輪式攪拌器結構(3).推進式攪拌器。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。通常為兩個攪拌葉,第一個攪拌葉安裝在反應釜的上部,把液體或氣體往下壓,第二個漿葉安裝在下部,把液體往上推和。攪拌時使物料在反應釜內循環(huán)流動,所起作用以容積循環(huán)為主,上下翻滾效果良好。當需要有更大的流速是時,反應釜內設有導流筒。推進式攪拌直徑約反應釜內徑的1/4~1/3,線速度可達5~15m/s,轉速范圍為300~600r/min。特點:攪拌時流體的湍流程度不高,循環(huán)量大,結構簡單,制造方便。應用:粘度低、流量大場合,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:容器內裝擋板、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,其結構比較堅固,攪拌物料量大。如果這類攪拌器底部形狀和反應釜下封頭形狀相似時,通常稱為錨式攪拌器?？蚴綌嚢杵髦睆捷^大,一般是內徑的2/3~9/10,線速度約0.5~1.5m/s,轉速范圍約50~70r/min?？蚴綌嚢杵髋c釜壁間隙小,有利于傳熱過程的進行,快速旋轉時攪拌器葉片所帶動的液體把靜止層從反應釜壁上帶下來,慢速旋轉是有刮板的攪拌器能才產生良好的熱傳導。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,長做成幾條緊貼內壁,與釜壁的間隙小,所以攪拌時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,產生以上下循環(huán)流為主的流動,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物料性質、攪拌目的及各種攪拌器的性能特征來進行。

a.按物料黏度選型

直徑轉速攪拌器低粘度小高轉速推進式、渦輪式高粘度大低轉速錨式、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晶過程傳熱為主的攪拌操作推進式√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用條件三.攪拌附件攪拌附件主要有擋板、導流筒和穩(wěn)定器設置原因:攪拌器轉速高時易產生漩渦流或稱為,“柱狀回轉區(qū)”影響攪拌效果,劇烈打旋的液體結合漩渦作用,對攪拌軸產生沖擊作用,從而影響攪拌器的使用壽命。插入容器內的進出料管、溫度計、氣體分布器等也具有擋板或導流筒類似的作用。a.擋板:目的是為了消除切線流和“打漩”現象而設計的。一般為2~4塊,且對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,形成一個大漩渦。轉速越高,形成的漩渦越深。)b.導流筒是上下開口的圓筒,安裝在反應釜筒體內。對于渦輪式或漿葉式攪拌器,導流筒置于漿葉上方;對推進式攪拌器,導流筒