搅拌器中互不相容液体的混合原理
对于两种互不相容的溶液,通过搅拌器搅拌以后,必然至少会有一种溶液变得破碎,成为液滴状态,这种变得破碎的液体的状态,我们称之为分散相,而相反的,没有变得破碎的液体我们称之为连续相。密度大的称之为重相,密度小的称之为轻相,一般情况下,我们都是通过搅拌器将轻相溶液分散成液滴状态,分散到重相溶液中,这种比较常见。当然,通过不同的搅拌方式也可以使重相分散到轻相溶液里,甚至不存在连续相,实现两种溶液的均匀分散。为了实现这些效果,也为了达到更好的搅拌效果,我们必须使分散相的液体的破碎液滴的尺寸更小,这就需要更加快速的搅拌才能达到。
这是因为液滴本身也具有着一定的液面张力,液滴的尺寸越小,液面张力也就越大,想要使液滴的尺寸变得更小,就需要破坏这个液面张力,破坏这个液面张力的方式就是通过搅拌器的搅拌,提高搅拌器的搅拌速度,当液滴的液面张力,无法跟上这个速度的时候,液滴就会破碎成更小的液滴。
液-液体系对不锈钢搅拌器的要求类似于气-液体系,二者都需要高的界面积。所不同的是气泡与液滴所承受的浮力的差别。因为液-液体系的浮力不像气-液体系那样明显,液-液体系通常比气-液体系容易模拟。同样,流动区、液滴-凝并、界面积、液滴直径、质量传递系数等,都是重要的设计参数。
液-液体系的功率输入并不像气-液体系那样显得重要。由于两相密度差通常相差不大,不会有一相大量地集中在不锈钢搅拌器周围。
液滴的和液滴尺寸由不锈钢搅拌器的结构和输入功率决定。液滴的通常出现在不锈钢搅拌器桨叶或桨叶的尾涡中。通常不会出现在釜体静止区,而液滴的凝并会出现在釜的本体区。如果在桨叶前后形成非常高的压降,会出现现象,从而有非常小的液滴形成。
液滴的尺寸可以由不锈钢搅拌器的几何结构、功率输入、已进搅拌区和静止区的体积比控制。类似于气-液分散,随着不锈钢搅拌器叶片数的增加,搅拌区的比例提高,叶片的几何形状和叶片的角度影响搅拌的强度和性质,从而影响液滴尺寸。
说到刮壁式搅拌釜结构,我想起来今年年初的一个化工搅拌器的设计,搅拌釜为日本生产顺丁橡胶的C&R式反应器,采用螺带-导流筒式搅拌器,设有三重刮壁机构,即在导流筒内壁面、导流筒外壁面和搅拌器的内壁面都装有刮壁机构,使流体在导流筒内部产生很强的循环。当然,那种设计并不是,也可将化工搅拌器由螺带式搅拌器换成螺杆式搅拌器,以强制流体在导流筒内、外进行循环。
对于刮壁式搅拌釜来说,刮板的形状与搅拌功率和传热效率之间有直接关系。当搅拌釜需要通过夹套撤除聚合热时,理想的刮壁作用是刮板将其刀口前面贴近传热壁面的冷流体刮起,并与搅拌釜中部的热流体均匀混合。我们曾设计并研究了多种形状刮板的传热效果如下图所示。研究结果表明,B结构的传热效率好。
在吸收塔浆液池的下部,2113沿塔5261径向布置四台侧进式搅拌器4102,其作用是使浆液的固体维持1653在悬浮状态,同时分散氧化空气。搅拌器安装有轴承罩、主轴、搅拌叶片、机械密封。搅拌器叶片安装在吸收塔降池内,与水平线约为10度倾角、与中心线约为-7度倾角。搅拌桨型式为三叶螺旋桨,轴的密封形式为机械密封。
在吸收塔旁有人工冲洗设施,提供安装和检修所需要的吊耳、吊环及其他滑轮。采用低速搅拌器,有效防止浆液沉降。吸收塔搅拌器的搅拌叶片和主轴的材质为合金钢。在运行时严禁触摸传动部件及拆下保护罩。向吸收塔加注浆液时,搅拌器必须不停地运行。
以上信息由专业从事酯化釜搅拌器的中拓鼎承于2025/7/27 15:01:55发布
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