《反应设备续》PPT课件

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1、第九章反应设备机械搅拌设备技术进展概况（续）搅拌设备由搅拌装置、轴封和搅拌槽三部分组成，其构成形式如下：搅拌设备的典型结构如图1-1所示图1-1中的搅拌设备是立式结构搅拌轴上可装有多个叶轮，且叶轮的形式有数十种槽体和附件(如夹套、挡板、导流筒、蛇管)的形式也很多，实际构型不下数百种图1-2是典型用于粉体混合的螺带式叶轮搅拌设备搅拌槽常被称作搅拌釜，槽体亦可称作釜体常见的有旋浆式搅拌釜、涡轮式搅拌釜、旋带式搅拌釜等当搅拌设备用作反应器时，称搅拌槽式反应器，有时简称反应釜。槽体槽体的形式通常是立式圆筒形的，筒体上部和下部都有碟形或椭圆形的封头，如图1-1也有一

2、些搅拌设备是卧式的，如图1-2立式槽在常压下操作时，为降低槽体的制造成本也可采用平底槽.当物料对环境没有污染，且被搅物料对空气中尘埃的落入并不敏感时，槽上部也可是敞口的图1-3中槽体是圆锥形的，使用螺带式叶轮，它能混合高粘液体或粉体，与用立式圆筒形槽体的螺带式搅拌机相比，它混合效率更高在卧式搅拌槽中大多进行半釜操作因此卧式釜与立式釜相比有更多的气液接触面积卧式釜常用于气液传质过程，如气-液吸收或从高粘液体中脱除少量易挥发物质.另一方面，卧式釜的料层较浅，有利于叶轮将粉末搅动，并可借叶轮的高速回转使粉体抛扬起来，使粉体在瞬间失重状态下进行混合卧式搅拌设备有单轴的，

3、也有双轴的，如图1-4采用卧式双轴搅拌设备的目的是要使搅拌器获得自清洁效果当搅拌高粘液体时，叶轮的外缘都与槽壁很接近，有时还在叶轮上装刮刀，即所谓刮壁式搅拌设备.即使采用了刮壁式搅拌器，若采用单轴型，高粘液体还可能粘滞在叶轮上，随叶轮一起转动.而若采用自清洁型的卧式双轴搅拌设备，通过两支轴上特殊设计的叶轮的啮合，使叶轮之间产生互相清洁作用，可使滞留物减至最少槽与轴的相对位置通常搅拌槽的中心线与搅拌轴的中心线是重合的但也有两支轴线互相垂直、互成一夹角、互相平行等不重合的情况，分别称之为侧进式、斜进式和偏置式搅拌设备如图1-5至图1-8是常用的侧进和斜进式搅拌器的

4、安装位置图在搅拌叶轮靠近槽底部安装时，可将搅拌轴从槽底伸入，即所谓底伸入式搅拌设备如图1-9中的80m3氯乙烯聚合反应器釜内径4m，若搅拌器由釜顶伸入，则搅拌轴的长度须大于6m；而采用底伸入法时，搅拌轴长仅1．2m不仅大大节约了制造成本还能使底部的机械密封减少振动延长使用寿命采用底部伸入的搅拌器时，对轴封的要求提高须保证轴封泄漏量小于额定值当物料中有小的固体颗粒时，要采取措施，勿使颗粒进入轴封以致损坏轴封叶轮常见的叶轮种类有数十种，如图1-10所示的是最常用的搅拌叶轮通常搅拌器分成低粘液体用和高粘液体用的两大类附件搅拌槽上附件很多主要介绍对搅拌效果有影响

5、的四种：挡板、导流筒、夹套和内置传热管1.挡板挡板是指长条形的竖向固定在槽壁上的板安装挡板的目的是控制槽内液体的流动，以强化混合和促进固一液悬浮、气一液和液一液分散。作用：挡板能消除所谓固体回转部的不良混合区而固体回转部的直径rc与叶轮直径r之比rc/r和搅拌雷诺数Re之间有如下关系：式中d——叶轮直径(m)；N——叶轮转速(r／s)ρ——液体密度(kg／m3)；η——液体粘度(Pa．s)由上式可见当Re>104时,rc/r约等于0.7而当Re在103-102范围内时，rc/r急剧减少以至接近于零因此，在Re小于100时，没有必要使用挡板槽内流体均匀混合，主要依靠

6、轴向循环流动叶轮产生的周向流动对混合的作用甚微搅拌槽内安装了挡板，则周向流与挡板相撞后能转换成向上和向下的轴向流，从而使混合效果大大增强这种混合效果的增加是以成倍地增加功率消耗为代价的进行液一液分散或气一液分散操作时，需要叶轮提供强的剪切力(需要叶轮有高的能量输入)同时又需要均匀地将液滴或气泡分散到全槽，这时使用挡板就非常必要使用挡板增强了槽内液体的湍动，也有利于槽内液体向夹套、蛇管等传热元件的传热挡板的数量、大小以及安装方式都会影响槽内流动状态和搅拌功耗挡板宽度W通常为槽径的1／10至1／12，在高粘度液时也可减小至槽径的1／20挡板的数量视槽径的大小而异，

7、小直径槽时用2—4个，大直径槽时用4—8个挡板直立沿槽壁周向均布安装，安装方式如图1-11在低粘液体时，挡板可紧贴槽壁安装，如图中之a当粘度较高时或进行固一液操作时，挡板要离壁安装，如图中之b挡板离壁距离一般为挡板宽度W的0.2—1倍.当粘度更高时还可将挡板倾斜一个角度，如图中之c这样可有效地防止粘滞液体在挡板处形成死角以及防止固体颗粒的堆积当槽内有传热蛇管时，挡板一般安在蛇管内侧，如图中之d挡板的上缘一般可与液面齐平当液面上有轻而浮、不易润湿的固体物料时则需在液面上造成旋涡这时挡板上缘可低于液面100—200mm。挡板的下缘可到槽底指形挡板也可用在非搪玻

8、璃类搅拌槽