低黏度互溶液体的搅拌操作一般都是在湍流状态下进行的。因而这一过程就具有较强的主体扩散、湍流扩散和分子扩散,在宏观混合的过程同时伴有很强的微观混合过程。为达到搅拌液体的混合均匀状态,低黏度互溶液体的搅拌首先要求提供足够的循环量,避免在器内出现死区,使所有搅拌液体都能产生快速对流循环运动。其次,还要求化工搅拌器造成的液体湍流强度或剪切速度要大,尤其是当两种液体黏度相差比较大时,剪切的存在将有利于高黏度液体在器中的分散,有利于湍流扩散的强化。此外,当需要混匀的两种液体数量相差较大时,少量液体的加料位置是很重要的,理想的位置是叶轮区,或是在叶轮吸入口附近,以保证进料能很快通过叶轮,促使搅拌液体很快达到浓度均化。
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。
刮板材料大多数情况下可选用四氟乙烯,也可采用不锈钢作衬板,并以四氟乙烯作刀口,或者全部使用橡胶制作。试验表明刮板材料对搅拌功率影响不大。
在刮壁式搅拌釜设计过程中,另一个非常重要的环节是刮板固定方式的选择。常见的刮板固定方式如下:
弹簧支撑式:将刮板固定在弹上,要求弹材料的强度和耐疲劳性能都很高,其缺点是,在连续操作的聚合反应釜中,若弹在操作中断裂,会带来很大经济损失。
弹簧加载式:将弹簧放在钢管内,由弹簧使刮板贴紧搅拌釜壁面,缺点是,不适用于聚合反应釜,因为可能在钢管内发生聚合,生成的聚合物会使弹簧失去作用。
铰链式:采用铰链固定刮板,刮板向前运动时,流体对它产生的阻力使刮板贴紧反应釜壁面,也成为流体自压式刮板。特别适合分批式生产日化用品的搅拌器。其缺点是,对于连续进行的聚合反应釜,有可能因聚合物粘住铰链而失去自压的作用。
以上信息由专业从事净化槽搅拌器的中拓鼎承于2025/8/24 14:13:10发布
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