反應(yīng)釜攪拌器的選擇

一、攪拌器的標(biāo)準(zhǔn)

由于攪拌過(guò)程種類(lèi)繁多，操作條件各不相同，介質(zhì)情況千差萬(wàn)別，所以使用的攪拌器形式多種多樣。為了確保攪拌器的生產(chǎn)質(zhì)量，降低制造成本，增加零部件的互換性，原化工部對(duì)幾種常用攪拌器的結(jié)構(gòu)形式制訂了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)標(biāo)準(zhǔn)攪拌器制訂了技術(shù)條件?，F(xiàn)行的攪拌器標(biāo)準(zhǔn)有：槳式攪拌器、渦輪式攪拌器、推進(jìn)式攪拌器、框/錨式攪拌器。

攪拌器標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容包括：結(jié)構(gòu)形式、基本參數(shù)和尺寸、技術(shù)要求、圖紙目錄等四個(gè)部分。在需要時(shí)可根據(jù)生產(chǎn)要求選用標(biāo)準(zhǔn)攪拌器。

一、攪拌器的選擇

反應(yīng)釜攪拌器選型方法應(yīng)具備兩個(gè)條件：一是選擇結(jié)果合理，一是選擇方法簡(jiǎn)便，而這兩點(diǎn)卻往往難以同時(shí)兼顧，我們從反應(yīng)釜攪拌操作目的分析了對(duì)攪拌的要求，諸如某過(guò)程要求對(duì)流循環(huán)好或者某過(guò)程要求剪切力強(qiáng)等等，進(jìn)而分析了攪拌器的功能，在此基礎(chǔ)上就可根據(jù)攪拌目的來(lái)選擇反應(yīng)釜攪拌器的型式，然后要根據(jù)具體的工況選用理想的方案。

1. 根據(jù)攪拌介質(zhì)粘度來(lái)選擇：

由于液體的粘度對(duì)攪拌狀態(tài)有很大的影響，所以這是一種基本的選擇方法。幾種典型的攪拌器都隨粘度的高低而有不同的使用范圍。隨粘度增高的各種攪拌器使用順序?yàn)橥七M(jìn)式、渦輪式、漿式、錨式和螺帶式等，這里對(duì)推進(jìn)式的分得較細(xì)，提出了大容量液體時(shí)用低轉(zhuǎn)速，小容量液體時(shí)用高轉(zhuǎn)速。這個(gè)選型不是完全地規(guī)定了使用漿型的限制，實(shí)際上各種漿型的使用范圍是各有長(zhǎng)處，例如漿式由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用擋板可以改善流型，所以在低粘度時(shí)也是應(yīng)用得較普遍的。而渦輪式由于其對(duì)流循環(huán)能力、湍流擴(kuò)散和剪切力都較強(qiáng)，幾乎是普遍應(yīng)用的一種漿型。

2. 根據(jù)攪拌過(guò)程的目的與攪拌器造成的流動(dòng)狀態(tài)選擇：

該過(guò)程所適用的漿型是一種比較合用的方法。推薦把漿型分成快速型與慢速型兩類(lèi)，前者在湍流狀態(tài)操作，后者在層流狀態(tài)操作。選用時(shí)根據(jù)攪拌目的及流動(dòng)狀態(tài)來(lái)決定漿型及擋板條件，流動(dòng)狀態(tài)的決定要受攪拌介質(zhì)的粘度高低的影響。其使用條件比較具體，不僅有漿型與攪拌目的，還有推薦的介質(zhì)粘度范圍、攪拌轉(zhuǎn)速范圍和槽的容量范圍。

根據(jù)攪拌的目的及攪拌時(shí)的流動(dòng)狀態(tài)來(lái)選型，它的優(yōu)點(diǎn)還在于根據(jù)不同攪拌過(guò)程的特點(diǎn)劃分了漿型的使用范圍，使得選型更加具體。

比較上述3種選型的方法可以得出，選型的根據(jù)和結(jié)果還是比較一致的。下面對(duì)其中幾個(gè)主要的過(guò)程再作些說(shuō)明。

1）低粘度均相液體混合，是難度相對(duì)容易的一種攪拌過(guò)程，只有當(dāng)容積很大且要求混合時(shí)間很短時(shí)才比較困難。由于推進(jìn)式的循環(huán)能力強(qiáng)且消耗動(dòng)力少，所以非常合用的。而渦輪式因其動(dòng)力消耗大，雖有高的剪切能力，但對(duì)于這種混合的過(guò)程并無(wú)太大必要，所以若用在大容量液體混合時(shí)，其循環(huán)能力就不足了。

2）對(duì)分散操作過(guò)程，渦輪式因具有高剪切力和較大循環(huán)能力，所以較為適用，特別是平直葉渦輪的剪力作用比折葉和彎葉的剪力作用大，就更為合適。推進(jìn)式、漿式由于其剪切力比平直葉渦輪式的小，所以只能在液體分散量較小的情況下可用，而其中漿式很少用于分散操作。分散操作都有擋板來(lái)加強(qiáng)剪切效果。

3）固體懸浮操作以渦輪式的使用范圍較為廣泛，其中以開(kāi)啟渦輪式為佳。它沒(méi)有中間的圓盤(pán)部分，不致阻礙槳葉上下的液相混合，而且彎葉開(kāi)啟渦輪的優(yōu)點(diǎn)更突出，它的排出性好、槳葉不易磨損，所以用于固體懸浮操作更我合適。推進(jìn)式的使用范圍較窄，固液比重差大或固液比在50%以上時(shí)不適用。使用擋板時(shí)，要注意防止固體顆粒在擋板角落上的堆積。

4）一般固液比較低時(shí)，才用擋板，而折葉開(kāi)啟渦輪、推進(jìn)式都有軸向流，所以也可以不用擋板。

5）氣體吸收過(guò)程推薦圓盤(pán)式渦輪式，它的剪切力強(qiáng)，而且圓盤(pán)的下面可以存住一些氣體，使氣體的分撒更平穩(wěn)，而開(kāi)啟渦輪就沒(méi)有這個(gè)優(yōu)點(diǎn)。漿式及推進(jìn)式對(duì)氣體吸收過(guò)程基本上不合用，只有在少量以吸收的氣體要求分散度不高時(shí)還能應(yīng)用。

6）帶攪拌的結(jié)晶過(guò)程是很困難的，特別是要求嚴(yán)格控制結(jié)晶大小的時(shí)候。一般是小直徑的快速攪拌，如渦輪式，適用于微粒結(jié)晶，而大直徑的慢速攪拌，如漿式，可用于大晶體的結(jié)晶。

目前的選型方法多數(shù)是根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，選擇習(xí)慣應(yīng)用的漿型，再在常用范圍內(nèi)決定攪拌器的各種參數(shù)。也有通過(guò)小型試驗(yàn)，取得數(shù)據(jù)，進(jìn)行比擬放大的設(shè)計(jì)方法。不論哪種做法，都離不開(kāi)早先的根據(jù)攪拌目的來(lái)選擇反應(yīng)釜攪拌器類(lèi)型這一步。所以一個(gè)完整的選型方案必須滿足經(jīng)濟(jì)與安全的要求根據(jù)具體工況來(lái)確定施行方案。實(shí)際選用時(shí)，可根據(jù)流動(dòng)狀態(tài)、攪拌目的、攪拌容量、轉(zhuǎn)速范圍及液體上限黏度等。