拌装置中的搅拌体系分析

　　今天我们来分享一下搅拌器放大过程中的搅拌体系分析。通常来说，搅拌器的搅拌体系中某一点的状态可以通过一系列状态变量来表示。如温度、压力、流速、浓度等。作为一种基本方法，一个复杂的体系常常可以分解成几个简单的子体系进行实验和分析，从而使所获得的基本数据更有表征的价值，如在小试和模试中通常将反应和传递因素进行单独研究。但是被分离的变量之间常常存在互动和耦合效应，所以中试时经常将它们重新合并研究。如果两个子体系之间的连接是单方向的（比如i到j，j体系的输入=i体系的输出），则两个体系通常是独立的。对于两个变量是明显互相耦合在一起的，要避免将它们分离研究，或必须研究它们之间的耦合效应。举例来说，可以将一个复杂的化工过程分成进料段、反应段和后处理段进行分离研究，其中搅拌器的反应器往往是复杂的单元器，但难以再继续细分。

　　当体系确定，输入变量、输出变量、作用参数等随之可以确定。比如，输入变量可以包括进料中的化学组成和纯度等。输出变量可以包括流出物的化学组成，流出速率等。作用参数包括进料速率、催化剂类型、反应器进口温度、反应器进口压力、再循环流率等。当完成对子体系的定义后，需要对单个子体系进行研究，即小试研究。当小试完成后，需要考虑放大到模试。在模试阶段，除了考虑与小试过程同样关心的变量——转化率外，还要考虑副反应问题、热力学平衡、物理性质、化学平衡、热传递、相间和相内的质量传递、流体或固体的流动等。

锚、框式搅拌器的种类和构造

　　对于某些高黏度流体的搅拌来说，锚、框式搅拌器是非常关键的。

　　为了增大搅拌范围和带走罐壁上的残留物或液层，锚式与框式搅拌器的外廓要接近搅拌罐的内壁．其底部的形状为适应罐底的轮廓也有椭圆、锥形等。为了增大对高黏度物料的搅拌范围以及提高叶轮的刚性，还常常要在锚式及框式搅拌器上增加一些立叶和横粱，碳钢搅拌器，这样使得锚式与框式搅拌器的结构形状出现多种多样。为了照顾制造上的条件，信阳搅拌器，桨叶外廓与罐壁的间隙取15-40mm之间。

　　锚式、框式搅拌器与搅拌轴的连接方式类似于桨式，即叶轮与搅拌轴连接的一端制成半圆状的轴环，立式搅拌器，然后两侧叶片的两个半圆环用螺栓在搅拌轴上夹紧，同时用穿轴螺栓来固定叶片与搅拌轴（见图2-59）。由于叶轮的外廓尺寸大，为便于装拆，叶片之间多数是用螺栓连接，只有小型的才用铸造或焊接，叶轮以扁钢、角钢制造居多，为了提高搅拌器叶轮的强度，也可采用加筋的叶轮（参见图2-59和图2-60）。

　　搪玻璃搅拌罐中的锚式叶轮多是用钢制圆管或扁管焊接而成，其外壁搪玻璃(见图2-61)。

　　锚式、框式叶轮的通用尺寸为桨宽与桨径之比，桨的高度与桨径之比通常为0.5—1.O。桨上增加立叶与横梁时，须考虑不致妨碍工艺上的测温要求等，搅拌器立叶与横梁的宽度可取与叶片宽度同值。

我们先来看看刮壁式搅拌釜结构。

　　说到刮壁式搅拌釜结构，我想起来今年年初的一个化工搅拌器的设计，搅拌器价格，搅拌釜为日本生产顺丁橡胶的C&R式反应器，采用螺带-导流筒式搅拌器，设有三重刮壁机构，即在导流筒内壁面、导流筒外壁面和搅拌器的内壁面都装有刮壁机构，使流体在导流筒内部产生很强的循环。当然，那种设计并不是，也可将化工搅拌器由螺带式搅拌器换成螺杆式搅拌器，以强制流体在导流筒内、外进行循环。

　　对于刮壁式搅拌釜来说，刮板的形状与搅拌功率和传热效率之间有直接关系。当搅拌釜需要通过夹套撤除聚合热时，理想的刮壁作用是刮板将其刀口前面贴近传热壁面的冷流体刮起，并与搅拌釜中部的热流体均匀混合。我们曾设计并研究了多种形状刮板的传热效果如下图所示。研究结果表明，B结构的传热效率好。

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