搅拌可以使两种或多种不同的物质相互分散,以达到均匀的混合物。它还可以加速传热和传质过程。在工业生产中,混合操作始于化学工业,并广泛用作食品、纺织、造纸、石油和水处理等过程的一部分。
搅拌操作分为机械搅拌和空气搅拌。气流搅拌是利用气体对液体进行搅拌,使液层鼓泡,使气泡群上升为高密度状态,通过所谓的上升作用促进液体的对流循环。与机械搅拌相比,仅气泡的影响相对较弱,难以用于几千mPa·s以上的高粘度液体。但由于气流搅拌没有运动部件,便于在高温高压条件下搅拌腐蚀性液体和反应液。在工业生产中,搅拌作业多为机械搅拌,主要是采用中低压立式钢制容器的搅拌设备。搅拌装置主要由搅拌装置、轴封、搅拌罐三部分组成。
工业生产中混合设备的使用范围很广,尤其是化工行业,很多化工生产或多或少都会用到混合操作。搅拌器通常用作反应器。例如,在三大合成材料的生产中,作为反应器的搅拌器约占反应器总数的99%。 ..由于混合机的使用条件(浓度、温度、停留时间等)的控制范围很广,所以混合机的应用范围很广,可以适应各种生产。
搅拌器的功能如下。 (1) 将物料混合均匀, (2) 将气体充分分散在液相中, (3) 将固体颗粒(催化剂等)均匀地悬浮在液相中, (4) 将其他不混溶的液相均匀悬浮,让或完全乳化;⑤增强相间的传质(吸收等)。 ⑥加强传热。
混合器用于制造石化产品,例如材料混合、熔化、传热、植物悬浮液、聚合和催化剂制备。例如,在石油工业中,将异种原油混合提炼,在汽油中加入四乙基铅等添加剂混合,使原料液和产品均质化。在化工产品的生产中,各种类型的混合器用于生产苯乙烯、乙烯、高压聚乙烯、聚丙烯、合成橡胶、苯胺燃料和油漆颜料。
混合材料的种类和特性
混合材料的种类主要是指流体。在流体力学中,流体分为牛顿流体和非牛顿流体。非牛顿流体分为宾汉塑性流体、假塑性流体和溶胀塑性流体。在搅拌器中,流体在搅拌器的作用下移动。
搅拌装置安装形式
混合器可从工艺应用、混合器结构、混合器安装等不同角度进行分类。以下只是对搅拌器不同安装方式的分类和说明。
立式容器搅拌
搅拌器安装在历史设备筒体的中心线上,运行方式一般为皮带传动和齿轮传动,直接与普通电机相连。通常,小于 3.7 kW 被认为是小,而 5.5-22 kW 被认为是中等。本设计使用的电机输出功率为18.5kW,属于中型电机。
偏心混合
搅拌器偏心安装在立式容器中,防止液体在搅拌器附近形成“圆柱形旋转区”,产生与加挡板相同的搅拌效果。搅拌偏离容器中心位置,使各贮液槽内液流压力不同,导致液层间相对运动增强,液层间湍流增大,搅拌效果大大提高。但偏心搅拌容易产生振动,一般适用于小型设备。
倾斜混合
对于简单的圆柱形或方形开口立式装置,搅拌器甲板或夹头可直接安装在装置筒体顶部,混合轴封可斜插入筒体中,以防止形成涡流。
该类搅拌机的搅拌器体积小、重量轻、结构简单、操作方便、用途广泛。常用功率为0.1-22kW,采用1层或2层叶片,转速36-300r/min。常用于药物的稀释、溶解、分散、调节和调节pH值。
底部搅拌
搅拌器位于设备底部,称为下搅拌器。底部搅拌装置的优点是搅拌轴短而细,因此没有中间轴承,可以使用机械密封,维护和维修容易,寿命长。下搅拌轴比上搅拌轴更短更细,稳定性更高,节省原材料和加工成本,降低安装要求。所需的维修空间比上搅拌小,避免了吊装长轴的工作。这允许合理布置和最大限度地利用车间。重型减速机和动力装置位于地面上,以改善头部应力并方便这些装置的维护和维修。
底部混合具有上述优点,但也有缺点。最大的问题是从叶轮底部到轴封的轴上有很多固体物质。时间长了就变成小疙瘩了。混入产品中并影响产品质量的材料。为此,需要恒定量的常温溶剂注入,并且注入速度必须大于聚合物颗粒的沉降速度,以防止聚合物沉降和凝集。此外,在修理搅拌器和轴封时,通常需要排出腹部材料。