






如何通过搅拌器搅拌高黏流体
工业生产中高黏度流体的使用日渐增多,许多高分子聚合物都是高黏度流体,成品罐搅拌器,它们很多又是非牛顿流体,在搅拌器的搅拌过程中黏度还会发生变化,因而对搅拌器的要求就更高,同时,也要求搅拌器能够适应黏度的变化而完成搅拌操作。
高黏流体的搅拌常泛指互溶的高黏度液体间的混合。但高黏流体搅拌在工业中也有分散、固体溶解、化学反应等多种非均相操作。
搅拌器工作时,用搅拌器对低黏度互溶液造成湍流并不困难,但黏度达到较高水平后,由于黏滞力的影响,就只能出现层流状态。尤其困难的是,这种层流也只能出现在搅拌器的附近,离桨叶稍远些地方的高黏度液体仍是静止的。这样就很难造成液体在搅拌器内的循环流动,即在器内会有死区存在,对混合、分散、传热、反应等各种搅拌过程十分不利。所以,高黏度液体搅拌的首要问题就是要解决流体流动与循环的问题。在这种情况下,不能靠增大搅拌器的转速来提高搅拌器的循环流量,因为流体黏度较高时,搅拌器排出的流量很少,转速过高还会在高黏度溶液中形成沟流,而周围液体仍为死区。较为有效的解决办法是设法使搅拌器推动更大范围的流体。因此,高黏度液体的搅拌器直径与器内径之比、桨叶的宽度与器内径之比都要求比较大,有时还要求增加搅拌器的层数,以增大搅拌范围。



拌装置中的搅拌体系分析
今天我们来分享一下搅拌器放大过程中的搅拌体系分析。通常来说,搅拌器的搅拌体系中某一点的状态可以通过一系列状态变量来表示。如温度、压力、流速、浓度等。作为一种基本方法,一个复杂的体系常常可以分解成几个简单的子体系进行实验和分析,从而使所获得的基本数据更有表征的价值,如在小试和模试中通常将反应和传递因素进行单独研究。但是被分离的变量之间常常存在互动和耦合效应,所以中试时经常将它们重新合并研究。如果两个子体系之间的连接是单方向的(比如i到j,j体系的输入=i体系的输出),则两个体系通常是独立的。对于两个变量是明显互相耦合在一起的,要避免将它们分离研究,搅拌器价格,或必须研究它们之间的耦合效应。举例来说,可以将一个复杂的化工过程分成进料段、反应段和后处理段进行分离研究,其中搅拌器的反应器往往是复杂的单元器,但难以再继续细分。
当体系确定,输入变量、输出变量、作用参数等随之可以确定。比如,输入变量可以包括进料中的化学组成和纯度等。输出变量可以包括流出物的化学组成,流出速率等。作用参数包括进料速率、催化剂类型、反应器进口温度、反应器进口压力、再循环流率等。当完成对子体系的定义后,需要对单个子体系进行研究,即小试研究。当小试完成后,需要考虑放大到模试。在模试阶段,除了考虑与小试过程同样关心的变量——转化率外,还要考虑副反应问题、热力学平衡、物理性质、化学平衡、热传递、相间和相内的质量传递、流体或固体的流动等。


桨式搅拌器的结构和制造
浆式是结构简单也是常用的一种搅拌器型式。叶轮一般用扁钢制作,铸造叶轮现在已很少用。小型叶轮为简单化,常将叶轮焊在轮毂上,绥化搅拌器,形成一个整体,然后用键、止动螺钉将轮毂连接在搅拌轴上(见图2-44)。
在桨式搅拌器中应用较多的是可拆式叶轮,反应釜搅拌器,即叶轮一端制出半个轴环套,两片桨叶对开地用螺栓将轴环夹紧在搅拌轴上、当桨径小于600mm时,可用一对螺栓固定、桨径由700~1100mm时,可用两对螺栓固定(见图2-45)。当桨径上大于1100mm时,为了传递扣矩可靠,在用螺桂夹紧的同时还要用一穿轴螺栓使叶轮与桨轴固定。
为了提高搅拌器叶轮的强度与刚度,可根据强度计算决定在叶轮上单侧加筋或两侧加筋.
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