為什么攪拌罐上的攪拌器都不一樣?
不銹鋼攪拌罐主要的作用是提供一個溫度、壓力都合適并能達到物料混合、攪拌要求的容器,在物料的攪拌混合工藝上,攪拌罐的攪拌器起著很大的作用,所以選對攪拌器至關重要,罐本攪拌器在選擇上有很大的優勢,可以根據不同的攪拌目的,可以靈活的設計攪拌器。
怎樣能正確選擇適宜的攪拌器呢?首先先了解一下低粘度物料的混合與高粘度物料的混合有哪些區別吧,通過這些區別,我們能對物料的混合有一定的了解。
一、低粘液體的攪拌與混合
低粘度互溶液體攪拌過程的主要特征是不存在傳遞過程的相界面。對于一個純物理混合過程,低粘度互溶液體的混合屬于最容易完成的過程。但如果混合過程伴有化學反應時,則往往會使過程復雜化,主要表現在兩個方面:一是對混合時間有比較嚴格的要求,以避免發生一些不希望的副反應;二是大多有反應熱的導出或熱量的導入,從而增加了混合過程的控制難度。低粘度互溶液體的攪拌操作一般都是在湍流狀態下進行的。
攪拌罐需達到攪拌液體的混合均勻狀態,低粘度互溶液體的攪拌首先要求提供足夠的循環量,避免在攪拌罐內出現死區,使所有攪拌液體都能產生快速對流循環運動。其次,還要求攪拌罐內的攪拌裝置造成的液體湍流強度或剪切速度要大,尤其是當兩種液體粘度相差比較大時,剪切的存在將有利于高粘度液體在罐體內的分散,有利于湍流擴散的強化。此外,當需要混勻的兩種液體數量相差較大時,少量液體的加料位置是很重要的,理想的位置是葉輪區,或是在葉輪吸入口附近,以保證進料能很快通過葉輪,促使攪拌液體很快達到濃度均化。攪拌罐混合效果的主要性能指標有混合時間、能耗及剪切性能等。
三、高粘度液體的攪拌與混合
攪拌器對低粘度互溶液造成湍流并不困難,但粘度達到較高水平后,由于粘滯力的影響,就只能出現層流狀態。這種層流也只能出現在攪拌器的附近,離槳葉稍遠些地方的高粘度液體仍是靜止的。這樣就很難造成液體在攪拌設備內的循環流動,即在攪拌罐內會有死區存在,對混合、分散、傳熱、反應等各種攪拌過程十分不利。對高粘度液體攪拌要解決流體流動與循環的問題。
高粘度液體的混合速率主要取決于攪拌器與攪拌罐壁表面間的相對運動速率及相互之間的距離,所以要求用于高粘流體的攪拌器,攪拌器直徑與設備內徑的比值都相當大。高粘度物料的攪拌會用到框式攪拌器,是因為高粘度液體的攪拌器直徑與設備內徑之比、槳葉的寬度與設備內徑之比都要求比較大,有時還要求增加攪拌器的層數或直徑,以增大攪拌范圍,實際生產過程中,常用的粘性流體攪拌器有錨式攪拌器、螺帶式攪拌器、框式攪拌器等。
三、攪拌器的選擇
1、互溶液體的混合
低粘度流體:三葉折頁渦輪、六葉折葉開啟渦輪、槳式、圓盤渦輪、推進式,其流動狀態為湍流。
高粘度流體:槳式、螺桿式、框式、螺帶式、錨式,其流動狀態為層流。
2、固液相分散及溶解
低粘度流體:漿式、六葉折葉開啟式渦輪,其流動方式為湍流。
高粘度流體:螺帶式、螺桿式、錨式,其流動方式為層流。
3、液液相分散并強化傳質
低粘度流體:三葉折葉渦輪、六葉折葉開啟式渦輪、圓盤渦輪、漿式、推進式,其流動狀態為湍流。
高粘度流體:螺帶式、螺桿式、錨式,其流動方式為層流。
4、氣液相分散并強化傳質
低粘度流體:三葉折葉渦輪、六葉折葉開啟式渦輪、圓盤渦輪、閉式渦輪、推進式,其流動狀態為湍流。
高粘度流體:螺帶式、螺桿式、錨式,其流動方式為層流。
流動方式是指在不同高度上水平環向流,流動方式與攪拌效果、攪拌功率也有著密切的關系,合適的攪拌器可以提供攪拌工藝過程中所需要的能量和適宜的流動狀態。