搅拌是一种广泛应用的单元操作,它的复杂性在于它的原理涉及流体力学、传热、传质和化学反应等多种过程。由于搅拌器是输入机械能量的装置,如何正确选用搅拌器就成为广泛关注的问题。
本文阐述了搅拌器的分类、型式、适用条件、适用范围、搅拌过程能量分配和选择应用。
一、搅拌器在搅拌生产中的用途
搅拌生产的各种工艺过程涉及到各种不同特性的物料,各种不同搅拌目的,所选用的搅拌器不同,工艺过程种类也不同,搅拌的用途也有很大的差异。
1.液体的互溶
两种和数种液体的互溶、混合,但是均相液体的搅拌又应区分均相混合物中是否进行化学反应,对于没有化学反应的情况,通常称为互溶液体的调和或调匀。对于两种或数种互溶液体间存在化学反应的情形,如一些转位反应、加成反应,为了加速分应或使反应完全,也应进行搅拌,这种搅拌与互溶液体中不存在化学反应的搅拌不同。
选择搅拌器的好坏,就是评价搅拌器效果,一般评价搅拌效果的指标用混合时间来衡量,所用的混合时间越短,搅拌器就选择的越好。
2.互不相溶液体的分散
这种操作目的是互不相的溶液体相互接触,相互充分分散,以有利于传质或化学反应,或制备悬浊液和乳化液。
在搅拌作用下进行萃取、传质和化学反应时,其评价指标是传质速度和反应时间,而这时搅拌的作用是使液相分散细化,增大液相接触面积、增大传质系数和反应速度,在制备悬浊液和乳化液时,搅拌使液滴细化,增大相对接触面积。
3.气液相的接触
这种搅拌的作用与不互溶液体的接触类似,使气体成为微细气泡,在液相中均匀分散,形成稳定的分散质,或提高分散系数,增强液体吸收气体,还有气液相发展化学反应等。
其评价指标是当气体流速一定时,气体在液相中分散效果好,传质速率高。
4.固液相的分散
固液相的搅拌用途较广,有时是制备的匀悬浮液,有时是固体的溶解,有时是固液相间发生化学反应,有时是固相在液体中洗涤,有时分从过饱和溶液中析出晶体等。这些过程虽然目的不相同但是对流动状态都有个共同的要求,就是要固体颗粒在液体中均匀的悬浮起来。
其评价指标是固体颗粒在液体中悬浮的程度,最好为所有固体颗粒在液体中完全均匀的悬浮。
5.加热传热
有些液体需要加热或冷却,通过搅拌提高液体的传热示数或使液体的温度均匀。有时除了上述之外还具有化学反应过程或传质过程,但伴有传热,这是评价指标是指时间越短越好