制药精细化工反应釜混合系统搅拌设计.ppt

反应釜混合系统 谢宝军原料药事业部 混合设备 混合设备组成混合罐驱动电机减速机搅拌桨附属部件 混合系统规格d 搅拌桨直径w 搅拌桨宽度c 搅拌桨离地高度n 搅拌速度z 液体深度t 容器直径 d t z 搅拌驱动系统 搅拌电机与减速机 机械密封 搅拌桨类型 轴向流产生于搅拌轴平行的流动混合低粘度流体 固体悬浮 低剪切典型 推进型 径向流产生于搅拌轴垂直的流动混合低到中度粘度流体 分散不相容的液体 化学反应和传热 高剪切典型 叶轮 搅拌能量分配 搅拌桨推动的液体体积必须足够大 可以在合理的时间内扫过整个容器强烈的湍流以促进分子级的扩散 产生流动径向轴向切向 没用 产生剪切 能量分配 流动 剪切 切向流 轴向流 径向流 径向流 贴合曲线叶轮桨retreatcurvedimpeller rci 平叶涡轮桨flatbladeturbine fbt 平叶涡轮桨curvedbladeturbine cbt 透平碟式涡轮桨rushtondiscturbine rdt 凹面涡轮桨gasturbine gst 锚式桨anchor anc 高径向流 多能需要较宽的挡板 高剪切纯径向流平流层应用 re 50 低剪切 高扭矩高粘度不需要垂直流动 螺旋桨marinepropeller mrp 高效翼型桨turbofoil tbf 轴向流混合流 翼型桨hydrofoil hdf maxflow涡轮maxflowturbine mxt 高固含量高粘度 低固含量 35 粘度 2500cp低剪切 低扭矩 高流动 低功率 斜叶桨pitchedbladeturbine pbt hp叶轮hpimpeller 中度剪切在湍流和平流区域成本效率高 低固含量 35 粘度 75000cp低剪切 低扭矩 高流动 低功率 龙沙的搅拌 多功能型 p1101r01上层 pitchedbladeturbine pbt 下层 retreatcurvedimpeller rci p1106r01上层 turbofoil tbf 下层flatbladeturbine fbt p1102r01上层 pitchedbladeturbine pbt 下层 angledbladeturbine abt p1102 p1106 p1101 诺华的搅拌 挡板类型 什么是挡板 安装到容器内的静态装置以防止产生液体漩涡和促进垂直流动为什么要挡板 减少切向流动促进轴向流动 海狸尾式 指型 h型 d型 鳍型 混合机制 对流 由搅拌桨的泵流引起 流体流过反应釜的不同部分 防止分层宏观混合 由大范围的漩涡导致的湍流 将整个流体分散成更小的单元层间剪切 在宏观混合的尺度之下因为层间剪切被更小的分散 单元被拉伸 扭曲 和折叠 微观混合 最终的最小混合尺度混合 反应物的扩散只是由浓度梯度来驱动 相容液体混合总混合流速是最重要的高粘度 大直径和低速搅拌不相容液体混合剪切效果强烈 高湍流 更小的液滴 更好的传质气液体系混合同上固液体系混合悬浮起固体的最小搅拌速度 与搅拌直径和种类相关 应用 程度 温和 搅拌操作不关键 用于储罐和暂存罐 加料罐 沉淀很长和混合时间液体表面基本不动湍流粘度比 10中度 对于大部分混合情况是足够的 用于配液罐 反应罐 混合罐中度的混合时间液体表面动作较大湍流粘度比 50强烈 混合操作关键 反应釜 大多数传热应用 ph控制 较快的混合速度液体表面如沸腾般滚动湍流粘度比 500剧烈 特殊的关键应用 反应釜 热传递关键 高剪切 聚会接近瞬间混合液体表面沸腾飞溅和旋转湍流粘度比 10 00 混合强度 雷诺准数 湍流程度 对于一个充足挡板条件的8叶搅拌 流动形式是如下划分的1 re 10靠近搅拌桨为平流 其他区域几乎是静止的re 10径向的平流 流动从搅拌桨端部开始100 re103整个罐内湍流 液体密度 液体粘度 n 搅拌速度 rpm d 桨叶直径 雷诺准数是湍流程度的衡量指数 标志着不同的流型区域 包括层流和湍流 流量准数 流量大小 搅拌桨可以被看做一个泵标准平叶涡轮桨 nq 1 3螺旋桨 nq 0 5四叶45 斜叶桨 nq 0 5在相同的 情况下 大直径低速搅拌桨的流量大 小直径高速桨的湍流大 q 翼尖位置体积流量 n 搅拌速度 rpm d 搅拌直径 流量准数与搅拌桨的泵送能力成正比 功率准数 功率大小 n 搅拌转速 d搅拌桨直径 液体密度p 机械功率 功率准数与搅拌桨功率成正比 临界搅拌速度 nc 临界搅拌速度 da 搅拌直径 s 形状因子 v 动力粘度 dp 平均粒径 g 重量加速度 密度差 液体密度 b 100 x固液重量比 临界搅拌速度 小颗粒可以悬浮起来最低的临界搅拌速度 计算范例 标准配置反应釜 全挡板条件配置rdt搅拌 装有水 温度在25oc 容器直径为0 5m 搅拌速度300rpmt 0 5m d t 3 0 167m h t 0 5m v 0 098m3 np 5 p n