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搅拌釜的结构和特点

 搅拌釜(或搅拌罐),当搅拌设备用作反应器时,又被称为搅拌釜式反应器。
1. 筒体的尺寸规格
釜体的结构型式通常是立式圆筒形,其高径比值主要依据操作是容器装液高径比以及装料系数大小而定。容器的装液高径比又视容器内物料的性质、搅拌特征和搅拌器层数而异,一般取1~1.3,最大时可达6。釜底形状有平底、椭圆底、锥形底等,有时亦可用方形釜。同时,根据工艺的传热要求,釜体外可加夹套,并通以蒸气、冷却水等载热介质;当传热面积不足时,还可在釜体内部设置盘管等。
在选择搅拌釜时,应根据生产规模(即物料处理量)、搅拌操作目的和物料特性确定搅拌釜的形状和尺寸,在确定搅拌釜的容积时应合理选择装料系数,尽量提高设备的利用率。如果没有特殊需要,釜体一般宜选用最常用的立式圆筒形容器,并选择适宜的筒体高径比(或容器装液高径比)。若有传热要求,则釜体外须设置夹套结构。夹套种类有整体夹套、螺旋挡板夹套、半管夹套、蜂窝夹套,传热效果依次提高但制造成本也相应增加。
2. 卧式搅拌釜
当搅拌釜卧式放置时,大多进行半釜操作。因此卧式釜与立式釜相比有更多的气-液接触面积,因而卧式釜常用于气-液传质过程,如气-液吸收或从高粘度液体中脱除少量易挥发物质,另一方面,卧式釜的料层较浅,有利于搅拌器将粉末搅动,并可借搅拌器的高速回转使粉体抛扬起来,使粉体在瞬间失重状态下进行混合。
3. 筒体的材质
搅拌釜的材料要满足生产工艺的要求,例如耐压、耐温、耐介质腐蚀,以及保证产品清洁等。由于材料的不同,搅拌釜的制造工艺、结构也有所不同,因此可分为钢制搅拌设备、搪玻璃搅拌设备和带衬里的搅拌设备等。装衬里的目的是为了耐蚀或保护产品的清洁,衬里的种类很多,主要有不锈钢、铝、钛、铅、镍、锆、耐酸瓷砖、辉绿岩板、橡胶等。
4. 搅拌器的安装方式
搅拌器通常自搅拌釜顶部中心垂直插入釜内,有时也采用侧面插入,底部伸入或侧面伸入方式。应依据不同的搅拌要求选择不同的安装方式。
5. 筒体的内构件
内构件包括挡板、盘管、导流筒、气体分布器等。
为消除搅拌釜内液体的打旋现象,使被搅拌的液体上下翻腾而达到均匀的混合,通常需要再搅拌釜内加挡板。通常挡板的宽度约为容器内直径的1/12~1/10,其中设备内的附件如温度计、传热蛇管或各种支撑体也可以起到一定的挡板作用的,但往往达不到“全挡板条件”。通常增加挡板数计其宽度,功率消耗也会增加,但增加到一定值以后,功率消耗就不会再增加,此时的工况就称为“全挡板条件”。
在搅拌釜内,流体可沿各个方向流向搅拌器,流体的行程长短不一,在需要控制回流的速度和方向,用于确定某一流况时可使用导流筒。导流筒是上下开口的圆筒,安装在容器内,在搅拌混合中起导流作用,既可提高容器内流体的搅拌程度,加强搅拌器对流体的直接剪切作用,又造成一定的循环流,使容器内流体均可通过导流筒内强烈混合区,提高混合效率。安装导流筒后,限定了循环路径,减少了流体短路的机会。导流筒主要用于推进式、螺杆式以及涡轮式搅拌器的导流。

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