反應(yīng)釜攪拌器在單元操作上的一般應(yīng)用

混合攪拌

　　1）低于黏度互溶液體的混合 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(dāng)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(dāng)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最為合適。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=1~1.2 （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=0.25~0.33，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，或兩種液體的黏度有相當(dāng)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，有兼有有一定的剪切作用，只是使用時要注意與之匹配的擋板型式和安裝位置。漿式攪拌器因其結(jié)構(gòu)簡單，在小容量液體混合中仍廣泛應(yīng)用，但在大量液體混合時，其循環(huán)能力就顯不足。

　　2）高黏度液體的混合 高黏度液體混合操作通常都處于層流狀態(tài)，其對應(yīng)的黏度范圍為1~1000Pa.s。高黏度液體在層流下操作，沒有明顯湍動，流體離開攪拌器后，其能量很快耗散，因此不能通過流體的翻騰來造成容積循環(huán)，往往采用直接大面積推動流體使之達到混合，最常用的攪拌器有錨式、框式、螺帶式、螺桿式等。錨式攪拌器結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛，由于缺乏軸向循環(huán)流動，混合效率較低。當(dāng)攪拌雷渃數(shù)大于50時，產(chǎn)生的兩次循環(huán)流可改善混合特征。由于錨式攪拌器的形狀與攪拌釜匹配，因此它的葉片掃過釜壁時，可促進物料與釜壁的熱交換，并可減少薄粘壁物，改善混合性能。

　　液-液分散

　　低黏度不不互溶兩相體系液-液分散時，主要控制因素是液滴大小及一定的循環(huán)流動，因此對剪切和循環(huán)作用的要求均較高，由于渦輪式攪拌器具有較高的切應(yīng)力和較大的循環(huán)能力，所以最為合適。特別是平直葉渦輪攪拌器的剪力作用比斜葉和后彎葉的剪力作用大，就更適用。常用的平直葉開式渦輪攪拌器，葉片寬度宜窄，轉(zhuǎn)數(shù)較高。在湍流區(qū)全擋板條件下，平直葉開式渦輪攪拌器的差數(shù)一般取：d/D=0.33,C/D=1,b/D=0.125~0.2.如果液體黏度較大時可用彎葉渦輪，以減少動力消耗。

　　固-液懸浮

　　固-液懸浮是借助攪拌器的作用，使固體顆粒懸浮在液體中，形成固液混合物或懸浮液。均勻懸浮的主要控制因素是循環(huán)速率及湍流強度，其中容積循環(huán)速率又往往是最主要的因素。固液懸浮操作以渦輪式攪拌器使用范圍最廣，其中以開式渦輪最好，它沒有中間圓盤，不致阻礙槳葉上下的液相混合。彎葉、斜葉開式渦輪的優(yōu)點更突出，它的排出性能好，槳葉不易磨損，用于固液懸浮操作更合適。通常采用寬葉的開式四斜葉渦輪式攪拌器，容器底為錐形時，如固液密度差較小時，也可采用標準的開式四斜葉渦輪式攪拌器;若固含量很高，且固液密度差較小時，可采用平漿;若混合液黏度低于0.4Pa.s，特別是0.1Pa.s以下，固液密度差小，含固量低，可用推進式，并在湍流區(qū)全擋板條件下操作。對懸浮體系，當(dāng)密度差小，且只要求懸浮物離開罐底而不必均勻懸浮時，攪拌轉(zhuǎn)速也不必太大，可用底擋板;當(dāng)密度差大，并要求均勻懸浮時，攪拌轉(zhuǎn)速較高，應(yīng)采用底擋板和壁擋板;固-液懸浮采用長薄葉螺旋槳等也是不錯的選擇。

　　對于固體懸浮，其攪拌難度取決于懸浮粒子的沉降速度。懸浮程度與顆粒的沉降速度成反比，即攪拌轉(zhuǎn)速越高，直徑越大，顆粒沉降速度越小，獲得攪拌程度越高。

　　氣體分散

　　對氣-液分散體系，要求氣體分散造成足夠的相際接觸面，以利于對氣體的吸收。主要控制因素是剪切強度，同時也要求又較高的循環(huán)量。氣體吸收過程以圓盤式渦輪最合適，它的剪切作用強度，而且在圓盤的下面可以保存一些氣體，使氣體分散更平穩(wěn)，開式渦輪就沒有這個優(yōu)點。