搅拌釜式反应器.ppt

1、机械搅拌反应器(搅拌釜式反应器)适用于各种物性(例如粘度、密度)和各种操作条件(温度、压力)的反应过程，适用于合成塑料、合成纤维、合成橡胶、医药、农药、化肥、染料、涂料的17机械搅拌反应器、应用、化学反应、生物反应、混合、混合构成、结构、搅拌容器和搅拌机两大部分。 由筒体、热交换元件及内部部件构成，由搅拌器、搅拌轴及其密封装置、致动器等构成，1电动机2、减速器3、齿条4、工作孔5、密封装置6、供给口7、上封头8筒体： 9联轴器10、搅拌轴， 11夹套12载置热介质的出口13夹套14螺旋导向板15轴流混合器16径向流混合器17气体分散器18下封头19出口20热介质的进口21气体入口、图17-1通

2、气式搅拌反应器的典型结构、17.1搅拌容器、结构、圆筒体、密封头(。 满足各种交接、供应、排放、排气等要求。 加热冷却装置：设置外套或内线圈。 上密封头焊接有法兰，用于搅拌容器和框架的连接。 测量传感器、反应物的温度、压力、成分及其他残奥计。 支撑台、小型用悬挂式支撑台、大型用裙式支撑台或支撑式支撑台。 7 .投入系数(相对于容积)通常为0.60.85。 在有泡沫或沸腾的状态下取0.60.7，平稳时取0.80.85。容积、立式搅拌容器、卧式搅拌容器、筒体和下封头两个容积之和、筒体和左右两封头的容积之和、表171多种搅拌设备筒体的纵横比、热交换元件、热交换元件、套管、内线圈、优先、一、夹套结构、

3、夹套、与容器的外侧焊接或凸缘接触此空间包含加热或冷却介质，可以加热或冷却容器内的材料。结构型式、表172各种碳钢夹套的适用温度和压力范围、圆筒和下封头均包夹套、传热面积大、最常用的结构、1 .整体夹套、圆筒型、u型、传热面积小、热交换要求不大的情况下，图、夹套肩与筒体的连接个。图17-3夹套肩与筒体的连接结构、(a )封口锥度、(b )封口环、封口环、图17-4夹套底与封口连接结构、封口锥度、介质流通特征载体热介质在夹套与筒体的环状面积中流动，流路面积大，提高传热效率的措施：在筒体中螺旋导向在入口处安装扰流喷嘴，使冷却水处于湍流状态，在提高热传递系数的夹套的不同高度处安装切线入口，提高冷却水的

4、流速，增加热传递系数。2型钢夹套构成山形钢和筒体的焊接组成，参照图175。结构、沿筒体外壁轴向配置、沿筒体外壁螺旋配置、型钢刚性大、螺旋弯曲时的加工难度大、图17-5型钢夹套结构、(a )螺旋山形钢相互配合式、(b )山形钢螺旋卷、3半圆管夹套载热介质的流量小的情况下，优选使用弓状管缺点：焊接多，焊接工作量大，筒体薄容易引起焊接变形。 参照图176。构造，螺旋状地卷绕在筒体外侧，沿筒体的轴向平行焊接在筒体的外侧，沿筒体的周向平行焊接在筒体的外侧，图17-7、图17-6半圆管套的两个构造，(a )半圆管、图17-6半圆管套的两个构造提高筒体的刚性和夹套的受压能力，流路面积、结构、卷紧式、拉伸式、

5、图17-8卷紧式蜂窝夹套，用压制的小锥体或钢管制作拉伸体。 蜂窝孔在筒体上配置成正方形或三角形，图17-9短管支撑式蜂窝套，二、内线圈，在反应器的热量仅由外套传导，热交换面积不足时，总是采用内线圈，具有结构特点，浸渍在材料中，热损失小，传热效果好，检查方便分类、螺旋线圈、立式蛇管、图17-10、图17-11、图17-10螺旋线圈、对称配置的立式蛇管：传热挡板作用，提供图17-11立式蛇管工艺所需的能量和适当的流动状态。 原理、搅拌器旋转后将机械能传递到流体中，在搅拌器附近形成有高动作的充分混合区域，产生高速喷射，使液体在搅拌容器内循环流动。 流型、流体循环流动的路径。一、流型、流型与搅拌的关系

6、、流型与搅拌效果、搅拌功率的关系非常密切。 搅拌器的改良和新型搅拌器的开发大多从流型着手。 流型决定因素依赖于搅拌器的形式、搅拌容器和内部部件的几何特征、流体性质、搅拌器转速等因素。 在搅拌机顶插入式中心安装了立式圆筒的三种基本流型、径向流、轴向流、切线方向流、流型、流体的流动方向与搅拌轴垂直，沿径向流动，碰到容器壁面，分为两股的流体分别上下流动，在叶片端开闭，不通过叶片(a )径向流，与图17-12搅拌器流动流体的流动方向与搅拌轴平行，流体被叶片推压使流体向下游移动，碰到容器底面进一步向上翻转，形成上下循环流。 在没有(b )轴向流、图17-13搅拌器和流型(b )轴向流、挡板的容器内，流体

7、绕轴旋转运动，流速高时在液体表面形成涡流，流体从叶片周围的周向被卷入叶片区域的流量小，混合效果差。 (c )切线流、图17-14搅拌器和流型(c )切线流、上述3种流型通常同时存在，轴向流和径向流在混合中发挥主要作用，切线流应该抑制，通过采用挡板来减弱切线流，增强轴向流和径向流，通过除了安装在中心的搅拌器以外的方式安装的搅拌机图17-14搅拌器在容器内的安装方法如下： (a )垂直偏心式、(b )底插式、(c )侧插式、(d )斜插式、(e )横型、挡板和导向筒、 材料的粘度小，搅拌转速高，液体随叶片一起旋转，在离心力的作用下靠近内壁面上升，中心部分的液面下降，形成漩涡，称为漩涡区域。 随着旋

8、转、结果、转速的增加，旋涡的中心凹陷到与叶片接触，外部空气进入叶片吸入液体，密度减少，混合效果降低。 在容器内壁面均匀地安装4张挡板的宽度是容器直径的1/121/10。全副瓣条件、副瓣数和副瓣宽度进一步增加，功耗不再增加时，称为全副瓣条件。 全挡板的条件取决于挡板的数量和宽度。 搅拌容器内的传热蛇管可以代替挡板的一部分或者全部，在安装了垂直热交换管的情况下也可以不安装挡板。图17-15挡板、(2)挡板筒、上下开口的圆筒起作用，安装在容器内，在搅拌混合中发挥挡板作用。、涡轮式或叶片式搅拌器导向筒配置在叶片的上方，(b )将推进式搅拌器的导向筒插入叶片外或比叶片稍高，图17图16的导向筒将搅拌器配

9、置在导向筒的下方，在容器直径大的情况下导向筒的上端比静液面低，筒上开有孔和槽，即使液面掉落，流体也能够从孔和槽进入导向筒。 导向筒将搅拌容器的截面分为面积相等的2个部分，导向筒的直径约为容器直径的70%。流动特性、搅拌器从电动机得到机械能，推进材料(流体)的运动。 搅拌器使流体产生两个作用，剪切作用和循环作用。 剪切作用与液液搅拌系统中的液滴的微细化、固液搅拌系统中的固体粒子的破碎及气液搅拌系统中的气泡的微细化有关。 输入液体的能量主要用于对流体的剪切作用时，称为径向涡轮式、锯齿圆板式等剪切型叶轮。流动特性、搅拌器从电动机得到机械能，推进材料(流体)的运动。 搅拌器使流体产生两个作用，剪切作用

10、和循环作用。 循环作用与混合时间、传热、固体上浮等有关。 在从搅拌器输入的流体的能量主要用于流体的循环作用的情况下，称为循环型叶轮，例如框架式、带式、锚定式、桨式、推进式等为循环型叶轮。 2、低粘流体用搅拌器，具有搅拌器分类、图像及典型的搅拌器特性、1、搅拌器分类、流体流动形态分类、轴向流动混合器、径向流动混合器、结构分类、平叶、叶片、螺旋面叶、桨式、涡轮式、框架式及锚式的桨叶有推进式、长薄页螺旋桨、桨式、开式涡轮式、圆盘涡轮式、波纹式、板框式、三叶后屈式、MIG、改良MIG等。 高粘流体搅拌器有锚定式、框架式、锯齿圆板式、螺旋桨式、螺纹带式(单螺纹带、双螺纹带)、螺纹带式等。 图17-17搅

11、拌器流型分类图中，桨式、推进式、涡轮式和锚式搅拌器在搅拌反应设备中应用最广泛，占搅拌器总数的约7580。 2、几种常用搅拌器：1 .桨式搅拌器，结构最简单的叶片为平钢制，用焊接或螺栓固定在轮毂上，叶片数为2、3或4片，叶片形式分为平叶片式和折叶片式。 图17-18桨式搅拌器主要应用于高粘流体的搅拌，促进流体的上下交换，取代昂贵的带式叶轮，可获得良好的效果。 液液系中为了防止分离，使容器的温度均匀而使用，固液系中为了防止固体沉降而使用的情况较多。 主要用于流体的循环，在相同的排出量下，与平叶片式相比，平叶片式的消耗电力少，操作成本低，因此轴流叶片的使用多。 桨式混合器的转速一般为20100r/m

12、in，最高粘度为20Pas。 其常用残奥表如表17-5所示。 缺点是，不能用于以气体的保持和微细化为目的的气液分散操作。 表17-5叶片式搅拌机常用残奥表，注： n转速v尖端速度Bn刀片数d搅拌机的直径d容器内径：襟翼角。 2 .推进式搅拌器、推进式搅拌器(也称船用推进器)经常用于低粘流体。 结构、标准推进式搅拌器有3片叶片，其螺距等于叶片直径d。 其直径小，d/D=1/41/3，叶端速度为710 m/s，最大为15 m/s。 图17-19推进式搅拌器、特征搅拌时流体紊流程度不高，循环量大，结构简单，制造容易。 搅拌时，流体从叶片的上方吸入，下方排出圆筒状的螺旋状，流体沿着壁面向叶片的上方流动

13、，形成轴向的流动。循环性能好，剪切作用不大，为循环型搅拌器，应用、粘度低、流量大时，小搅拌功率可获得高搅拌效果。 主要用于液体系统的混合、温度的均匀化、低浓度固液系统中的淤泥沉降防止等，改良、容器内装挡板、搅拌轴的偏心安装、搅拌机的倾斜可以防止涡流的形成。 常用残奥仪参照表17-6、表17-6推进式搅拌器常用残奥仪，涡轮式搅拌器(也称为透射式叶轮)是广泛应用的搅拌器，能够有效地进行大部分搅拌操作，能够处理粘度范围宽的流体。 参见图1720。3涡轮式搅拌器、图17-20涡轮式搅拌器、涡轮式搅拌器分为开放式、盘式、开放式，有直叶片、斜叶片、弯曲叶片等。 叶片数为2叶和4叶，盘式有盘直叶片、盘斜叶片

14、、盘弯曲叶片等。 叶数总是6叶。 为了改善流动状况，有时将叶片做成凹形或矢形，涡轮式搅拌器具有较大的剪切力，使流体微细分散，适合低粘度到中粘度的流体混合、液液分散、液固悬浮，促进良好的传热、传质和化学反应。 直叶剪切作用大，为剪切型混合器。 弯曲叶是指叶片向流动方向弯曲，可以降低消耗电力，适用于含有容易损坏的固体粒子的流体搅拌。表17-7涡轮式搅拌器常用残奥表，4锚式搅拌器，结构简单。 适用于粘度为100Pas以下的流体搅拌，流体粘度为10100Pas时，可以在锚式桨叶中间放入横桨，即框架式桨叶，增加容器中间部分的混合。 图17-21锚式搅拌器、应用、锚式或框架式叶片的混合效果忽略，仅适用于混合要求过高的情况。 锚式搅拌器在容器壁附近与其他搅拌器相比，流速大，能够得到大的表面热传导系数，因此多用于热传导、晶析操作。 常用于高浓度浆液和沉降性浆液的搅拌。 搅拌粘度超过100Pas的流体时，请采用螺旋式或螺旋式。 表17-8锚定式搅拌器的常用残奥表、8.2.3.3搅拌器的选择，除了满足工艺要求外，还应考虑低功耗、操作费用省、制造、维护和检修方便等因素。 搅拌器的选择一般仅考虑搅拌目的、材料粘度、搅拌容器容积的大小、搅拌目的时的搅拌器的选择如表