攪拌是一種廣泛應用的單元操作,它的復雜性在于它的原理涉及流體力學(xué)、傳熱、傳質(zhì)和化學(xué)反應等多種過(guò)程。由于攪拌器是輸入機械能量的裝置,如何正確選用攪拌器就成為廣泛關(guān)注的問(wèn)題。
本文闡述了攪拌器的分類(lèi)、型式、適用條件、適用范圍、攪拌過(guò)程能量分配和選擇應用。
一、攪拌器在攪拌生產(chǎn)中的用途
攪拌生產(chǎn)的各種工藝過(guò)程涉及到各種不同特性的物料,各種不同攪拌目的,所選用的攪拌器不同,工藝過(guò)程種類(lèi)也不同,攪拌的用途也有很大的差異。
1.液體的互溶
兩種和數種液體的互溶、混合,但是均相液體的攪拌又應區分均相混合物中是否進(jìn)行化學(xué)反應,對于沒(méi)有化學(xué)反應的情況,通常稱(chēng)為互溶液體的調和或調勻。對于兩種或數種互溶液體間存在化學(xué)反應的情形,如一些轉位反應、加成反應,為了加速分應或使反應完全,也應進(jìn)行攪拌,這種攪拌與互溶液體中不存在化學(xué)反應的攪拌不同。
選擇攪拌器的好壞,就是評價(jià)攪拌器效果,一般評價(jià)攪拌效果的指標用混合時(shí)間來(lái)衡量,所用的混合時(shí)間越短,攪拌器就選擇的越好。
2.互不相溶液體的分散
這種操作目的是互不相的溶液體相互接觸,相互充分分散,以有利于傳質(zhì)或化學(xué)反應,或制備懸濁液和乳化液。
在攪拌作用下進(jìn)行萃取、傳質(zhì)和化學(xué)反應時(shí),其評價(jià)指標是傳質(zhì)速度和反應時(shí)間,而這時(shí)攪拌的作用是使液相分散細化,增大液相接觸面積、增大傳質(zhì)系數和反應速度,在制備懸濁液和乳化液時(shí),攪拌使液滴細化,增大相對接觸面積。
3.氣液相的接觸
這種攪拌的作用與不互溶液體的接觸類(lèi)似,使氣體成為微細氣泡,在液相中均勻分散,形成穩定的分散質(zhì),或提高分散系數,增強液體吸收氣體,還有氣液相發(fā)展化學(xué)反應等。
其評價(jià)指標是當氣體流速一定時(shí),氣體在液相中分散效果好,傳質(zhì)速率高。
4.固液相的分散
固液相的攪拌用途較廣,有時(shí)是制備的勻懸浮液,有時(shí)是固體的溶解,有時(shí)是固液相間發(fā)生化學(xué)反應,有時(shí)是固相在液體中洗滌,有時(shí)分從過(guò)飽和溶液中析出晶體等。這些過(guò)程雖然目的不相同但是對流動(dòng)狀態(tài)都有個(gè)共同的要求,就是要固體顆粒在液體中均勻的懸浮起來(lái)。
其評價(jià)指標是固體顆粒在液體中懸浮的程度,最好為所有固體顆粒在液體中完全均勻的懸浮。
5.加熱傳熱
有些液體需要加熱或冷卻,通過(guò)攪拌提高液體的傳熱示數或使液體的溫度均勻。有時(shí)除了上述之外還具有化學(xué)反應過(guò)程或傳質(zhì)過(guò)程,但伴有傳熱,這是評價(jià)指標是指時(shí)間越短越好