攪拌器是反應(yīng)釜關(guān)鍵部件之一，根據(jù)釜內(nèi)不同介質(zhì)的物理學(xué)性質(zhì)、容量、攪拌目的等選擇相應(yīng)的攪拌器，對促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)速度、提高生產(chǎn)效率能起到很大的作用。

掌握攪拌器的分類及適用場合有助于選擇合適的攪拌器，達(dá)到更好的反應(yīng)效果。

反應(yīng)釜是廣泛應(yīng)用于石油、化工、橡膠、農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥、食品，用來完成硫化、硝化、氫化、烴化、聚合、縮合等工藝過程的壓力容器。

反應(yīng)釜由釜體、釜蓋、夾套、攪拌器、傳動裝置、軸封裝置、支承等組成

反應(yīng)釜的殼體

殼體由圓形筒體，上蓋、下封頭構(gòu)成。上蓋與筒體聯(lián)接有兩種方法，，一種是蓋子與筒體直接焊死構(gòu)成一個整體;另一種形式是考慮拆卸方便，可用法蘭聯(lián)接。上蓋開有人孔、手孔和工藝接管等。

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反應(yīng)釜的攪拌裝置

在反應(yīng)釜中，為加快反應(yīng)速度、加強(qiáng)混合及強(qiáng)化傳質(zhì)或傳熱效果等，反應(yīng)釜一般都裝有攪拌裝置。它由攪拌器和攪拌軸組成，用聯(lián)軸器與傳動裝置連成一體。

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反應(yīng)釜的密封裝置

在反應(yīng)釜中使用的密封裝置為動密封結(jié)構(gòu)，主要有填料密封和機(jī)械密封兩種。

反應(yīng)釜攪拌器的作用

使物料混和均勻，強(qiáng)化傳熱和傳質(zhì)，包括均相液體混合；液-液分散；氣-液分散；固-液分散；結(jié)晶；固體溶解；強(qiáng)化傳熱等。

反應(yīng)釜攪拌原理

攪拌器是實(shí)現(xiàn)攪拌操作的主要部件，其主要的組成部分是葉輪，它隨旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動將機(jī)械能施加給液體，并促使液體運(yùn)動。

攪拌器旋轉(zhuǎn)時把機(jī)械能傳遞給流體，在攪拌器附近形成高湍動的充分混合區(qū)，并產(chǎn)生一股高速射流推動液體在攪拌容器內(nèi)循環(huán)流動。

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反應(yīng)釜攪拌影響因素

液體在設(shè)備范圍內(nèi)作循環(huán)流動的途徑稱作液體的“流動模型”，簡稱“流型”。

流型與攪拌效果、攪拌功率的關(guān)系十分密切。流型取決于攪拌器的形式、攪拌容器和內(nèi)構(gòu)件幾何特征，以及流體性質(zhì)、攪拌器轉(zhuǎn)速等因素。

軸向流

流體流動方向平行于攪拌軸，流體由槳葉推動，使流體向下流動，遇到容器底面再向上翻，形成上下循環(huán)流。

徑向流

流體流動方向垂直于攪拌軸，沿徑向流動，碰到容器壁面分成二股流體分別向上、向下流動，再回到葉端，不穿過葉片，形成上、下二個循環(huán)流動。

切向流

無擋板的容器內(nèi)，流體繞軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，流速高時液體表面會形成漩渦，流體從槳葉周圍周向卷吸至槳葉區(qū)的流量很小，混合效果很差。

上述三種流型通常同時存在；

軸向流與徑向流對混合起主要作用；

切向流應(yīng)加以抑制—采用擋板可削弱切向流，增強(qiáng)軸向流和徑向流。

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反應(yīng)釜攪拌器的分類及適用場合

槳式、推進(jìn)式、渦輪式和錨式攪拌器在攪拌反應(yīng)設(shè)備中應(yīng)用廣泛，據(jù)統(tǒng)計(jì)約占攪拌器總數(shù)的75～80％。

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槳式攪拌器

由槳葉、鍵、軸環(huán)、豎軸所組成。槳葉一般用扁鋼或不銹鋼或有色金屬制造。槳式攪拌器的轉(zhuǎn)速較低，一般為20～80r／min。槳式攪拌器直徑取反應(yīng)釜內(nèi)徑Di/3～2/3，槳葉不宜過長，當(dāng)反應(yīng)釜直徑很大時采用兩個或多個槳葉。

主要應(yīng)用：

槳式攪拌器適用于流動性大、粘度小的液體物料，也適用于纖維狀和結(jié)晶狀的溶解液，物料層很深時可在軸上裝置數(shù)排槳葉。折葉式比平直葉式功耗少，操作費(fèi)用低，故折葉槳使用較多。

槳式攪拌器不能用于以保持氣體和以細(xì)微化為目的的氣—液分散操作中。

槳式攪拌器的轉(zhuǎn)速一般為20～100r/min ，其常用參數(shù)見下表：

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推進(jìn)式攪拌器

推進(jìn)式攪拌器，攪拌時能使物料在反應(yīng)釜內(nèi)循環(huán)流動，所起作用以容積循環(huán)為主，剪切作用較小，上下翻騰效果良好。當(dāng)需要有更大的流速時，反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流筒。

標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)式攪拌器有三瓣葉片，其螺距與槳直徑d相等。推進(jìn)式攪拌器直徑約取反應(yīng)釜內(nèi)徑Di的1/4～1/3，300～600r／min，攪拌器的材料常用鑄鐵和鑄鋼。

推進(jìn)式攪拌器的特點(diǎn)：

軸向流攪拌器；

循環(huán)量大，攪拌功率小；

結(jié)構(gòu)簡單、制造方便；

常用于低粘流體中。

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渦輪式攪拌器

渦輪攪拌器速度較大，300～600r／min。直葉和彎葉渦輪攪拌器主要產(chǎn)生徑向流，折葉渦輪攪拌器主要產(chǎn)生軸向流。

渦輪攪拌器的主要優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)能量消耗不大時，攪拌效率較高，攪拌產(chǎn)生很強(qiáng)的徑向流。因此它適用于乳濁液、懸浮液等。

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錨式攪拌器

適用于粘度在100Pa·s以下的流體攪拌，當(dāng)流體粘度在10～100Pa·s時，可在錨式槳中間加一橫槳葉，即為框式攪拌器，以增加容器中部的混合。

錨式攪拌器的特點(diǎn)：

結(jié)構(gòu)簡單，制造方便；

適用于粘度大、處理量大的物料；

易得到大的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)；

可減少“掛壁”的產(chǎn)生。

反應(yīng)釜攪拌器的選型

二、按攪拌器型式和適用條件選型