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液体混合搅拌器

文章分类:技术支撑 / 发布时间:2014-11-26 / 关键词:

液体混合搅拌器的作用是迫使液体在搅拌容器内部流动,以促使其中的各组分相互分散混合,搅拌器把能量加给液体迫使其流动。

液体搅拌器的作用,有以下三方面;

  1. 液体混合搅拌器可以强化物质的传递,增加化学反应速度。搅拌可以使液体物料互相掺和,充分接触,从而提高传质速率和反应速率。
  2. 液体混合搅拌器可以强化传热过程,防止局部过热或过冷现场的产生。
  3. 液体混合搅拌器可以有效地制备混合物。搅拌器可以使两种或多种的互溶液体组成混合液,也可以使不互溶的液体达到混合均匀,也可以使液体和固体颗粒制成悬浮液和乳浊液。

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在化工生产中,经常有以下几种情况需要安装液体混合搅拌器来实现。

1.均相液体混合,即把互溶液体混合。通过搅拌器尽可能达到分子规模均匀程度。如混酸配制、石油产品混合等

2.?非均相液体混合,即把互不相溶的两种液体混合起来,使其中的一相以微小液滴状均匀分散到另一相液体中去。比如在精细化工制药和食品工业中常会碰到乳化过程,通过搅拌器,使第一液相以极小的液滴形式分散于第二液相,形成稳定的混合物。又如溶剂萃取过程中,为了增大液液两相间的界面,实现相间传质,可通过搅拌来完成。

3.?固液混合,即让固体颗粒在液体中悬浮。如在以固体作为催化剂的液相反应中,用搅拌器可以防止固体沉降,提供反应所需的固液传质环境。

4.气液混合,在氧化、加氢和生物发酵等工业操作中,搅拌时,把大气泡打碎成微小气泡并使之均匀分散到整个液相中,以增大气液接触面。

5.强化液体与器壁的传热,为了强化流体与器壁之间的传热,在器壁处的流体应有足够的流速,使介质和器壁面有一个较大的传热系数,通过安装可液体搅拌器可以达到该目的。

以上几种情况是化工生产中常见的。在实际的搅拌操作过程中,常常同时要达到好几种目的。液体混合搅拌器之所以能达到以上几种目的是因为物料在搅拌作用下相互掺合,形成具有某种均匀程度混合的缘故。搅拌器旋转,推动液体高速流动,同时又带动周围液体,使全部液体在釜内循环流动,形成宏观上的总体流动。搅拌器有两大功能:使液体产生强大的总体流动,以保证装置内不存在静止区,达到宏观均匀;产生强大的湍动,使液体微团尺寸减小。湍流的强弱在搅拌器的选用过程中是较为重要的一个环节。因为总体流动中高速旋转的旋涡与液体微团之间会产生很大的相对运动和剪切力,搅拌器选用得当,搅拌效果越好时,液团分割得就越细小,使得混合的组分之间接触面不断增大,分子扩散速率增加,混合物的分离强度下降,也即混合效果越好。

在选用液体混合搅拌器时,可按需搅拌的料液粘度及搅拌目的来选型。

一,按搅拌料液粘度选型

就搅拌料液的物性来看,粘度对搅拌效果的好坏是一个很重要的因素。

低粘度料液混合时的流动形式是湍流,运动时高速旋转的旋涡尺寸越小,对液体微团的破碎作用越大,混合效果就越好。应选用直径小,高转速搅拌器。性能优劣依次为:推进式搅拌器>涡轮式搅拌器>桨式搅拌器。

反之,高粘度料液混合时的流动形式通常是层流。由于料液高粘度这一特性,使得搅拌时不能像低粘度料液那样依靠惯性力,因此搅拌叶轮直径与反应釜直径之比应尽量大,所以应先选择锚式搅拌器和框式搅拌器,也可选螺带式搅拌器。

二,根据?搅拌目的对液体混合搅拌器选型

1.?均相液体混合,均相低粘度液体混合流动状态为湍流,即循环流量起决定性因素。按此特点选择的搅拌器依次为:推进式搅拌器>涡轮式搅拌器>桨式搅拌器。

2.非均相液体混合,为了使其中一相以尽可能小的液滴状均匀分散到另一相中去,就要求液体被搅拌时有较大的剪切力和循环流量,以此来选择的优劣依次为:涡轮式搅拌器>推进式搅拌器>桨式搅拌器

3.?固液混合,固液混合要求让固体悬浮于液体中需要容积循环好。如固体比重与液体比重差小时,可选用推进式搅拌器。因为此类搅拌器为轴流型,循环速率高。当固体比重与液体比重差大时,则应选用开启式涡轮搅拌器,此类搅拌器工作时会把沉降的固体颗粒浮起来而推进式搅拌器则正好相反。

4.?气液混合,与液液互不相溶混合相似,在剪切力作用下尽可能将大气泡打碎成小气泡以增大接触面积使之均匀分散至液相,剪切力起决定作用,应优先选用涡轮式搅拌器,又以平直叶圆盘涡轮搅拌器最为合适。因为此液体搅拌器中间的圆盘可将气泡(一般由容器底部通入)压至其下,而后均匀分散至液相,避免了气泡直接由搅拌轴短路。

5.?强化液体与器壁的传热,此类操作的总体循环流量和换热面积上的高速流动起主要作用,可优先选用涡轮式搅拌器

综上所述,化工工艺设计中在选用液体搅拌器时,首先要分析搅拌的目的,再结合所需搅拌的物料的物性综合考虑,按各类搅拌器的特性进行选用。

 

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