化学反应过程与设备搅拌器

1、 常见搅拌器及选型常见搅拌器及选型 制作人制作人:佘含东、高明、朱明英、杨若梅佘含东、高明、朱明英、杨若梅化学反应过程与设备 目录目录一一.搅拌器结构、类型、特点搅拌器结构、类型、特点二二.搅拌器选型搅拌器选型: a.按物料粘度选型按物料粘度选型 b.按搅拌目的选型按搅拌目的选型三三.搅拌附件搅拌附件 a.挡板挡板 b.导流筒导流筒一、搅拌器结构一、搅拌器结构 a.搅拌器搅拌器,包括旋转的轴和装在包括旋转的轴和装在轴轴上的叶轮。上的叶轮。 b.辅助部件和附件辅助部件和附件,包括包括密封装置、密封装置、减速机、搅拌电机、支架、挡板和减速机、搅拌电机、支架、挡板和导流筒等。导流筒等。搅拌器实现搅拌

2、操作的搅拌器实现搅拌操作的主要部件主要部件,其主要的组成部分是叶轮其主要的组成部分是叶轮,它随旋转它随旋转轴运动将机械能施加给液轴运动将机械能施加给液体体,并促使液体运动。并促使液体运动。 针对不同的物料系统和不同的搅拌目针对不同的物料系统和不同的搅拌目的出现了许多类型搅拌器。的出现了许多类型搅拌器。 (1).浆示搅拌器。由浆示搅拌器。由浆叶、键、浆叶、键、轴轴组组成。浆叶一般用扁钢或角钢制造成。浆叶一般用扁钢或角钢制造,当被当被搅拌物料对钢材腐蚀严重时可用不锈搅拌物料对钢材腐蚀严重时可用不锈钢或有色金属制造钢或有色金属制造,也可采用钢制浆叶也可采用钢制浆叶的外面包覆线橡胶、环氧或酚醛树脂、的

3、外面包覆线橡胶、环氧或酚醛树脂、玻璃钢等材质。浆式搅拌器的转速较玻璃钢等材质。浆式搅拌器的转速较低低,一般为一般为2080r/min,圆周速度在圆周速度在1.33m/s范围内比范围内比较合适。浆式搅拌器适用于流动性大、较合适。浆式搅拌器适用于流动性大、黏度小的液体物料黏度小的液体物料,也适用于纤维状和也适用于纤维状和结晶状的溶解液结晶状的溶解液,如果液体物料层很深如果液体物料层很深时可在轴上装置数排浆叶。时可在轴上装置数排浆叶。 按叶片形式可分为平直叶式和折叶式。按叶片形式可分为平直叶式和折叶式。 液液-液体系中用于防液体系中用于防止分离、使罐的温度均匀止分离、使罐的温度均匀,固固-液体系中多

4、用于防止固体沉降。液体系中多用于防止固体沉降。主要用于流体的循环主要用于流体的循环,由于在同样排量下由于在同样排量下,折叶式比平直叶式的折叶式比平直叶式的功耗少功耗少,操作费用低操作费用低,故折叶式使用较多。故折叶式使用较多。 不能用于以保持气体和以细微化为目的地气不能用于以保持气体和以细微化为目的地气-液分散操作中。液分散操作中。(2).涡轮式搅拌器。按照有无圆盘可涡轮式搅拌器。按照有无圆盘可分为分为圆盘涡轮搅拌器圆盘涡轮搅拌器和和开启涡轮开启涡轮搅拌器搅拌器;按照叶轮又分为按照叶轮又分为平直叶平直叶和和弯曲叶弯曲叶。涡轮搅拌器速度较大。涡轮搅拌器速度较大,线线速度约为速度约为38m/s,转

5、速范围为转速范围为300600r/min。涡轮搅拌器的主。涡轮搅拌器的主要优点是当能量消耗不大时搅拌要优点是当能量消耗不大时搅拌效率较高效率较高,搅拌产生很强的径向流。搅拌产生很强的径向流。因此它适用于乳浊液、悬浊液等。因此它适用于乳浊液、悬浊液等。涡轮式搅拌器结构涡轮式搅拌器结构(3).推进式搅拌器。常用于整体锻造推进式搅拌器。常用于整体锻造,加工方便加工方便,搅拌器可用轴套以平键搅拌器可用轴套以平键(或紧固螺钉或紧固螺钉)与轴固定。通常为两与轴固定。通常为两个搅拌叶个搅拌叶,第一个搅拌叶安装在反第一个搅拌叶安装在反应釜的上部应釜的上部,把液体或气体往下压把液体或气体往下压,第二个浆叶安装在

6、下部第二个浆叶安装在下部,把液体往把液体往上推和。搅拌时使物料在反应釜上推和。搅拌时使物料在反应釜内循环流动内循环流动,所起作用以容积循环所起作用以容积循环为主为主,上下翻滚效果良好。当需要上下翻滚效果良好。当需要有更大的流速是时有更大的流速是时,反应釜内设有反应釜内设有导流筒。推进式搅拌直径约反应导流筒。推进式搅拌直径约反应釜内径的釜内径的1/41/3,线速度可达线速度可达515m/s,转速范围为转速范围为300600r/min。特点特点:搅拌时流体的湍流程度不搅拌时流体的湍流程度不高高,循环量大循环量大,结构简单结构简单,制造制造方便。方便。应用应用:粘度低、流量大场合粘度低、流量大场合,

7、用较用较小的搅拌功率小的搅拌功率,能获得较好的能获得较好的搅拌效果。搅拌效果。 主要用于液主要用于液-液液系混合、使温度均匀系混合、使温度均匀,在低浓在低浓度固度固-液系中防止淤泥沉降等。液系中防止淤泥沉降等。改进改进:容器内装挡板、搅拌轴偏容器内装挡板、搅拌轴偏心安装、搅拌器倾斜心安装、搅拌器倾斜,可防止可防止漩涡形成。漩涡形成。(4).框式和锚式搅拌器。框式搅拌器即将水平的浆叶与垂直的浆框式和锚式搅拌器。框式搅拌器即将水平的浆叶与垂直的浆叶连成一体成为刚性的框子叶连成一体成为刚性的框子,其结构比较坚固其结构比较坚固,搅拌物料量大。搅拌物料量大。如果这类搅拌器底部形状和反应釜下封头形状相似时

8、如果这类搅拌器底部形状和反应釜下封头形状相似时,通常称通常称为锚式搅拌器。框式搅拌器直径较大为锚式搅拌器。框式搅拌器直径较大,一般是内径的一般是内径的2/39/10,线速度约线速度约0.51.5m/s,转速范围约转速范围约5070r/min。框式搅拌器与。框式搅拌器与釜壁间隙小釜壁间隙小,有利于传热过程的进行有利于传热过程的进行,快速旋转时搅拌器叶片所快速旋转时搅拌器叶片所带动的液体把静止层从反应釜壁上带下来带动的液体把静止层从反应釜壁上带下来,慢速旋转是有刮板慢速旋转是有刮板的搅拌器能才产生良好的热传导。常用于传热、晶析操作和的搅拌器能才产生良好的热传导。常用于传热、晶析操作和高黏度液体、高

9、浓度淤浆和沉浆性淤浆的搅拌。高黏度液体、高浓度淤浆和沉浆性淤浆的搅拌。(5).螺带式搅拌器和螺杆式搅拌器。螺杆式搅拌器常用扁钢安螺带式搅拌器和螺杆式搅拌器。螺杆式搅拌器常用扁钢安螺旋形绕成螺旋形绕成,直径较大直径较大,长做成几条紧贴内壁长做成几条紧贴内壁,与釜壁的间隙与釜壁的间隙小小,所以搅拌时能不断地将黏粘与釜壁的沉积物刮下来。螺所以搅拌时能不断地将黏粘与釜壁的沉积物刮下来。螺带的高度筒通常取灌底至液面的高度。它们的搅拌速度都带的高度筒通常取灌底至液面的高度。它们的搅拌速度都较低较低,通常不超过通常不超过50r/min,产生以上下循环流为主的流动产生以上下循环流为主的流动,主主要用于高黏度液

10、体的搅拌。要用于高黏度液体的搅拌。二二.搅拌器选型搅拌器选型 搅拌器的选型主要根据物料性质、搅拌目的及各种搅搅拌器的选型主要根据物料性质、搅拌目的及各种搅拌器的性能特征来进行。拌器的性能特征来进行。 a.按物料黏度选型按物料黏度选型 直径直径转速转速搅拌器搅拌器低粘度小高转速推进式、涡轮式高粘度大低转速锚式、框式、浆式 几种典型的搅拌器几种典型的搅拌器器随黏度的高低而有器随黏度的高低而有不同的适用范围。不同的适用范围。b.按搅拌目的选型按搅拌目的选型搅拌目的搅拌目的搅拌器类型低粘度均相液体混合非均相液液分散过程气液分散过程固体悬浮操作固体溶解结晶过程传热为主的搅拌操作推进式涡轮式开启式浆式(粒

11、度较大)框式流型轴向流径向流径向流轴向流径向流径向流轴向流径向流轴向流搅拌器搅拌器类型及应用类型及应用条件条件三三.搅拌附件搅拌附件搅拌附件主要有搅拌附件主要有挡板挡板、导流筒导流筒和和稳定器稳定器设置原因设置原因:搅拌器转速高时易产生漩涡流或称为搅拌器转速高时易产生漩涡流或称为,“柱状回转区柱状回转区”影响搅拌效果影响搅拌效果,剧烈打旋的液体结合漩涡作用剧烈打旋的液体结合漩涡作用,对搅拌轴产生对搅拌轴产生冲击作用冲击作用,从而影响搅拌器的使用寿命。从而影响搅拌器的使用寿命。插入容器内的进出料管、温度计、气体分布器等也具有挡板或插入容器内的进出料管、温度计、气体分布器等也具有挡板或导流筒类似的

12、作用。导流筒类似的作用。a.挡板挡板:目的是为了消除切线流和目的是为了消除切线流和“打漩打漩”现象而设计的。一般为现象而设计的。一般为24块块,且对于低速搅拌高粘度液体的锚式和框式搅拌器来说且对于低速搅拌高粘度液体的锚式和框式搅拌器来说,安装挡板毫无意义的。安装挡板毫无意义的。(打漩现象打漩现象:液体在离心力作用下涌向液体在离心力作用下涌向器壁器壁,中心部分液面下降中心部分液面下降,形成一个大漩涡。转速越高形成一个大漩涡。转速越高,形成的形成的漩涡越深。漩涡越深。)b.导流筒是上下开口的圆筒导流筒是上下开口的圆筒,安装在反应釜筒体内。对于涡轮式或安装在反应釜筒体内。对于涡轮式或浆叶式搅拌器浆叶式搅拌器,导流筒置于浆叶上方导流筒置于浆叶上方;对推进式搅拌器对推进式搅拌器,导流筒是导流筒是套在浆叶外面后略高于浆叶。套在浆叶外面后略高于浆叶。目的目的:控制流型控制