攪拌器實現(xiàn)液液分散的目的
實現(xiàn)液液分散,是攪拌器的主要任務之一。在液液分散的過程中,密度大的一種液體稱之為重相,密度小的稱之為輕相,一般情況下,我們都是通過攪拌器的攪拌,使輕相分散在重相之中,反之也可以。被分散的一種液相稱之為分散相,另一種稱之為連續(xù)相,另外,也有不存在連續(xù)相的情況,就是將兩者打散,均勻分散。
一般情況下,我們通過攪拌器實現(xiàn)液液分散的目的如下:
1.增加兩種液體的相界面,相界面可以簡單直觀的理解為兩種不同物質(zhì)的分界面,實現(xiàn)液液分散后,這個分界面會消失,使這個分界面消失的轉(zhuǎn)速就稱之為臨界攪拌轉(zhuǎn)速。分界面消失后,兩種液體充分接觸,接觸面積更大,相界面也就更大,有利于后續(xù)反應的進行。
2.減小了分散相液滴外部擴散膜之阻力,這樣就加快的分散相液滴之間的分散和凝并,更加有利于傳質(zhì)。
螺桿螺帶攪拌器技術參數(shù)
螺桿螺帶式攪拌器的葉片是把細長形的金屬卷成螺旋狀而制成的,它是攪拌高黏度流體時不可缺少的一種葉輪形式。
螺帶的寬度約為葉徑的5%~15%,通常為10%。螺帶的數(shù)量一般為2,稱之為雙螺桿螺帶攪拌器;也有用一條螺帶的單螺帶葉輪;有時將一枚螺帶放在螺桿外側(cè),另一枚螺帶放在中間,并使葉輪轉(zhuǎn)動時,內(nèi)外兩條螺帶推動液體前進的方向相反,螺桿螺帶攪拌器設計時使得兩條螺帶推動液體的排量相同,這種螺帶稱內(nèi)外單螺帶。與內(nèi)外單螺帶類似的還有螺帶-螺桿式葉輪,鄂爾多斯攪拌器,螺帶與螺桿分別使液體向相反方向流動,使全罐形成整體的軸向循環(huán),在設計螺帶-螺桿式葉輪攪拌器時,也需注意使螺帶與螺桿的排量相等,造紙攪拌器,由于螺帶攪拌器是用于攪拌高黏度流體的,故其葉徑與罐徑之比應取得大,至少應等于0.9,大的可使葉輪與罐之間幾乎無間隙。而且為了提高傳熱能力,極力減少罐壁上的附著物,還可在螺帶上裝刮板。
螺帶的安裝高度通常取罐底至液面的高度。螺帶旋轉(zhuǎn)一周的高度稱螺距,一般螺帶為一至二個螺距。一個螺距的高度約等于葉徑。攪拌高黏度流體時通常使用錨框式和螺帶式葉輪,然而二者的混合效果大有區(qū)別,錨式葉輪幾乎不產(chǎn)生上下流動,在罐中心部的混合效果也較差,不銹鋼攪拌器,且液體黏度越高,這種缺點越明顯。另一方面,螺桿螺帶式攪拌器葉輪利用其本身的結構特點和液體的黏性,潤滑油攪拌器,產(chǎn)生以上下循環(huán)流為主的流動,隨攪拌器攪拌軸旋轉(zhuǎn)的方向不同,罐內(nèi)有螺帶存在的外周部液體被向上推或向下壓,同時在罐中心部則液體相應地下降或上升,從而形成全罐液體的上下循環(huán)流動。至于哪一種旋轉(zhuǎn)方向好,不能一概而論,盡可能以小試確認。有時,攪拌器回轉(zhuǎn)方向不同,所需攪拌功率也不同。
高黏度和低黏度溶液攪拌器的選型
低黏度互溶液體混合,低黏度互溶液體的混合是一個均相純物理混合過程,主要控制因素是循環(huán)速率,而槳葉的剪切作用是次要的。當兩種液體黏度相差較大時,剪切的存在有利于較高黏度液體在整個容器內(nèi)的分散,有利于湍流擴散的強化。常用的攪拌器有推進式、斜葉渦輪、長薄葉螺旋式、三葉后彎式等。當黏度低于0.4Pa.s,特別是0.1Pa.s以下時,常在湍流區(qū)操作,此時用推進式攪拌器為合適。這是由于推進式攪拌器直徑小轉(zhuǎn)速高,循環(huán)能力強且動力消耗少(在全擋板條件下操作),能形成強烈的循環(huán)流。如中央插入,d/D=0.25~0.33,C/D=1,H/D=1約等于1.2(D指容器內(nèi)直徑,d指攪拌器直徑,H指液面高度,C指攪拌器距離容器底部的高度,以下同)。對大型容器中低黏度物料的混合采用斜入式時,d/D=O.25—0.33, H/D=1~1.2;采用旁入式時d/D=0.083~0.125或更小,H/D≤0.8。對黏度稍高或攪拌要求較高時,可采用寬葉的開啟四斜葉渦輪式攪拌器,與推進式相比,剪切作用略有加強。四斜葉渦輪主要尺寸為:d/D—0.25~0.5,C/d=1,H/D=1NI.2,b/d=0.25(b為槳葉寬度)。也可采用長薄葉螺旋式攪拌器,它與斜葉渦輪式相比,在同樣能耗下能提供較大的循環(huán)流量,因此對循環(huán)流量要求較高的場合,選用此類攪拌器較合適。當黏度稍高,或兩種液體的粘度有相當差別時,可選用三葉后彎式攪拌器。該種攪拌器具有良好的循環(huán)流性能,又兼有一定的剪切作用,只是使用時要注意與之匹配的擋板型式和安裝位置。槳式攪拌器因其結構簡單,在小容量液體混合中仍廣泛應用,但在大容量液體混合時,其循環(huán)能力就顯得不足。
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