化工生產(chǎn)過程中,通常用到的攪拌器種類有槳式攪拌器、渦輪式攪拌器、推進(jìn)式攪拌器、錨式攪拌器、框式攪拌器、螺帶式攪拌器等。
各類攪拌器由于其構(gòu)造,性能等差異,使其能夠分別適用于化工生產(chǎn)中各種不同的工況。槳式攪拌器又可分為平直葉和折葉攪拌器兩種。這類攪拌器的結(jié)構(gòu)和加工都比較簡單。為大型低速攪拌器,適用于低、中等粘度物料的混合及促進(jìn)傳熱,可溶固體的混合與溶解等場合。渦輪式攪拌器又可分為開啟渦輪式和圓盤渦輪式兩類,每類又可分為平直葉、折葉、后彎葉三種。渦輪式攪拌器外形結(jié)構(gòu)上與槳式攪拌器類似,只是葉片較多。旋轉(zhuǎn)時(shí)有較高的局部剪切作用,能得到高分散度微團(tuán),適用于氣液混合及液液混合或強(qiáng)烈攪拌的場合。就開啟式和圓盤式相比較而言,其構(gòu)造上差異造成開啟式比圓盤式循環(huán)流量更大,軸向混合效果更好。推進(jìn)式攪拌器也常被稱為旋槳式攪拌器。顧名思義,其葉片形式類似于輪船上的螺旋槳。轉(zhuǎn)速較高,為 100~800r/min。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生較大的軸向循環(huán)流量,宏觀混合效果較好,適用于均相液體混合等攪拌不是非常強(qiáng)烈的以宏觀混合為目的的攪拌場合,常用于低粘度料液 (μ<2000cP)的混合。框式攪拌器的攪拌外緣與釜壁間隙很小,d/D為 0.9~0.98,此特點(diǎn)使得攪拌時(shí)物料不易產(chǎn)生死區(qū)。轉(zhuǎn)速為 1~100r/min,為低速攪拌器,只產(chǎn)生切線流,剪切作用小,無軸向混合,適用于高粘度物料的攪拌。如精細(xì)化工產(chǎn)品涂料油漆、化妝品的生產(chǎn)過程中常用到此類攪拌器。
攪拌器是使液體、氣體介質(zhì)強(qiáng)迫對(duì)流并均勻混合的器件。攪拌器的類型、尺寸及轉(zhuǎn)速,對(duì)攪拌功率在總體流動(dòng)和湍流脈動(dòng)之間的分配都有影響。一般說來,渦輪式攪拌器的功率分配對(duì)湍流脈動(dòng)有利,而旋槳式攪拌器對(duì)總體流動(dòng)有利。對(duì)于同一類型的攪拌器來說,在功率消耗相同的條件下,大直徑、低轉(zhuǎn)速的攪拌器,功率主要消耗于總體流動(dòng),有利于宏觀混合。小直徑、高轉(zhuǎn)速的攪拌器,功率主要消耗于湍流脈動(dòng),有利于微觀混合。攪拌器的放大是與工藝過程有關(guān)的復(fù)雜問題,至今只能通過逐級(jí)經(jīng)驗(yàn)。
一般在北方地區(qū)夜間溫度-40℃以下,齒輪傳動(dòng)的側(cè)攪拌器,齒輪箱里面的機(jī)油容易凍住,為了不影響使用,需要在齒輪箱上做保溫套或者電阻絲加熱。機(jī)箱的油也要經(jīng)常更換。另外,側(cè)攪拌器在一段時(shí)間不用之后,吸收塔內(nèi)的沉淀物如果過多,把側(cè)攪拌器的葉片蓋住,機(jī)器啟動(dòng)的時(shí)候突然加速,而葉片卻動(dòng)不了。這樣就容易造成側(cè)攪拌器葉片損壞。在塔內(nèi)損壞攪拌器葉片,這個(gè)問題就嚴(yán)重了。如果是用皮帶傳動(dòng)的側(cè)攪拌器,當(dāng)葉片動(dòng)不了的時(shí)候,皮帶輪就會(huì)打滑。保護(hù)了葉片,這個(gè)時(shí)候可以采取其他措施將沉淀物吸出,再進(jìn)行攪拌。
框式攪拌器根據(jù)不同介質(zhì)的物理學(xué)性質(zhì)、容量、攪拌目的選擇相應(yīng)的攪拌器,對(duì)促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)速度、提高生產(chǎn)效率能起到很大的作用。框式攪拌器一般使用于粥狀物料的攪拌,攪拌轉(zhuǎn)數(shù)以60-130r/min為宜。
框式攪拌器可視為槳式攪拌器的變形,其結(jié)構(gòu)比較堅(jiān)固,攪動(dòng)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。框式攪拌器直徑較大,一般取反應(yīng)器內(nèi)徑的2/3~9/10,50~70r/min??蚴綌嚢杵髋c釜壁間隙較小,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)時(shí),有刮板的攪拌器能產(chǎn)生良好的熱傳導(dǎo)。這類攪拌器常用于傳熱、晶析操作和高粘度液體、高濃度淤漿和沉降性淤漿的攪拌。
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