搅拌釜式反应器课件

搅拌釜式反拌釜式反应器器搅拌釜式反应器搅拌釜式反应器搅拌釜式反应器应用化学反应、生物1应应用用化学反化学反应应、生物反、生物反应应、混合、分散、溶解、混合、分散、溶解、结结晶、萃取、吸收或解吸、晶、萃取、吸收或解吸、传热传热等操作。等操作。结结构构组组成成搅搅拌容器和拌容器和搅搅拌机两大部。拌机两大部。由筒体、由筒体、换热换热元件元件及内构件及内构件组组成成由由搅搅拌器、拌器、搅搅拌拌轴轴及其密封及其密封装置、装置、传动传动装置等装置等组组成成应用化学反应、生物反应、混合、分散、溶解、结构组成搅拌容21电动电动机；机；2减速机；减速机；3机架；机架；4人孔；人孔；5密封装置；密封装置；6进进料口；料口；7上封上封头头；8筒体：筒体：9联轴联轴器；器；10搅搅拌拌轴轴；11夹夹套；套；12载热载热介介质质出口；出口；13挡挡板；板；14螺旋螺旋导导流板；流板；15轴轴向流向流搅搅拌器；拌器；16径向流径向流搅搅拌器；拌器；17气体分布器；气体分布器；18下封下封头头；19出料口；出料口；20载热载热介介质进质进口；口；21气体气体进进口口图图17-1 通气式通气式搅搅拌反拌反应应器器典型典型结结构构1电动机；11夹套；图17-1 317.1 搅搅拌容器拌容器 结结构构1.圆圆筒体，封筒体，封头头（椭圆椭圆形、形、锥锥形和平盖，形和平盖，椭圆椭圆2.形封形封头应头应用最广）。用最广）。2.各种接管，各种接管，满满足足进进料、出料、排气等要求。料、出料、排气等要求。3.加加热热、冷却装置：、冷却装置：设设置外置外夹夹套或内套或内盘盘管。管。4.上封上封头焊头焊有凸有凸缘缘法法兰兰，用于，用于搅搅拌容器与机架拌容器与机架5.的的连连接。接。17.1 搅拌容器 结构圆筒体，封头（椭圆形、锥形和平盖，椭45.传传感器，感器，测测量反量反应应物的温度、物的温度、压压力、成分及其它参数。力、成分及其它参数。6.支座，小型用支座，小型用悬悬挂式支座，大型用裙式支座或支承式支座。挂式支座，大型用裙式支座或支承式支座。7.装料系数（装料系数（对对容容积积而言），通常取而言），通常取0.60.85。有。有 泡沫或呈沸泡沫或呈沸腾腾状状态态取取0.60.7；平；平稳时稳时取取0.80.85。容容积积直立式直立式搅搅拌容器拌容器卧式卧式搅搅拌容器拌容器筒体和下封筒体和下封头头两部分容两部分容积积之和之和筒体和左右两封筒体和左右两封头头容容积积之和之和传感器，测量反应物的温度、压力、成分及其它参数。容积直立式搅5表表171 几种几种搅搅拌拌设备设备筒体的高径比筒体的高径比种种类类罐内物料罐内物料类类型型高径比高径比一般一般搅搅拌罐拌罐液液-固相、液液相固相、液液相11.3气液相气液相12聚合釜聚合釜悬悬浮液、乳化液浮液、乳化液2.083.85发发酵罐酵罐类类发发酵液酵液1.72.5表171 几种搅拌设备筒体的高径比种类罐内物料类型高径比一6换热换热元件元件换热换热元件元件夹夹套套内内盘盘管管优优先采用先采用夹夹套，减少套，减少容器内构件，便于清容器内构件，便于清洗，不占有效容洗，不占有效容积积。换热元件换热元件夹套内盘管优先采用夹套，减少7一、一、夹夹套套结结构构夹夹套套在容器外在容器外侧侧，用，用焊焊接或法接或法兰连兰连接方式装接方式装设设各种形各种形状的状的钢结钢结构，使其与容器外壁形成密构，使其与容器外壁形成密闭闭的空的空间间。此空此空间间内通入加内通入加热热或冷却介或冷却介质质，可加，可加热热或冷却容或冷却容器内的物料。器内的物料。结结构型式构型式整体整体夹夹套套型型钢夹钢夹套套半半圆圆管管夹夹套套蜂蜂窝夹窝夹套等套等一、夹套结构夹套在容器外侧，用焊接或法兰连接方式装设各种形结8表表172 各种碳各种碳钢夹钢夹套的适用温度和套的适用温度和压压力范力范围围夹夹套型式套型式最高温度最高温度/最高最高压压力力/MPa 整体整体夹夹套套 U型型 圆圆筒型筒型3503000.61.6 型型钢夹钢夹套套2002.5 蜂蜂窝夹窝夹套套 短管支撑式短管支撑式 折折边锥边锥体式体式2002502.54.0 半半圆圆管管夹夹套套3506.4表172 各种碳钢夹套的适用温度和压力范围夹套型式最高温度9圆圆筒和下封筒和下封头头都包有都包有夹夹套，套，传热传热面面积积大，最常用大，最常用结结构构1.整体整体夹夹套套 圆圆筒型筒型U型型传热传热面面积较积较小，适用于小，适用于换热换热量要求不大的量要求不大的场场合合圆筒和下封头都包有夹套，传热面积大，最常用结构1.整体夹套10ttjDDDjDjttjDDDjDj图图17-2 整体整体夹夹套套(a)圆圆筒型筒型(b)U型型ttjDDDjDjttjDDDjDj 图17-2 整体夹套(11连连接方式接方式可拆卸式可拆卸式不可拆卸式不可拆卸式用于用于夹夹套内套内载热载热介介质质易易结结垢、需垢、需经经常清洗的常清洗的场场合。合。夹夹套肩与筒体的套肩与筒体的联联接接处处，做成做成锥锥形的称形的称为为封口封口锥锥，做成做成环环形的称形的称为为封口封口环环，见图见图173。连接方式可拆卸式不可拆卸式用于夹套内载热介质易结夹套肩与筒体12图图17-3 夹夹套肩与筒体的套肩与筒体的连连接接结结构构(a)封口封口锥锥(b)封口封口环环图17-3 夹套肩与筒体的连接结构(a)封口锥(b)封口环13t1t1t2t2t1d1d1封口封口环环图图17-4 夹夹套底与封套底与封头连头连接接结结构构封口封口锥锥t1t1t2t2t1d1d1封口环图17-4 夹套底与封头14介介质质流通特点流通特点 载热载热介介质质流流经夹经夹套与筒体的套与筒体的环环形面形面积积，流道面，流道面积积大、大、流速低、流速低、传热传热性能差。性能差。提高提高传热传热效率的措施：效率的措施：在筒体上在筒体上焊焊接螺旋接螺旋导导流板，减小流道截面流板，减小流道截面积积，增加冷却水流速，增加冷却水流速，见图见图171；进进口口处处安装安装扰扰流流喷喷嘴，使冷却水呈湍流状嘴，使冷却水呈湍流状态态，提高提高传热传热系数；系数；夹夹套的不同高度套的不同高度处处安装切向安装切向进进口，提高冷却口，提高冷却 水流速，增加水流速，增加传热传热系数。系数。介质流通特点提高传热效率的措施：在筒体上焊接螺旋导流板，152型型钢夹钢夹套套 构成构成角角钢钢与筒体与筒体焊焊接接组组成，成，见图见图175。结结构构沿筒体外壁沿筒体外壁轴轴向布置向布置沿筒体外壁螺旋布置沿筒体外壁螺旋布置型型钢钢的的刚刚度大，度大，弯曲成螺旋形弯曲成螺旋形时时加工加工难难度大度大2型钢夹套 构成角钢与筒体焊接组成，见图175。结构16图图17-5 型型钢夹钢夹套套结结构构(a)螺旋形角螺旋形角钢钢互搭式互搭式(b)角角钢钢螺旋形螺旋形缠绕缠绕图17-5 型钢夹套结构(a)螺旋形角钢互搭式(b)角钢螺旋173半半圆圆管管夹夹套套 特性特性半半圆圆管或弓形管由管或弓形管由带带材材压压制而成，加工方便。制而成，加工方便。当当载热载热介介质质流量小流量小时时宜采用弓形管。宜采用弓形管。缺点：缺点：焊缝焊缝多，多，焊焊接工作量大，接工作量大，筒体筒体较较薄薄时时易造成易造成焊焊接接 变变形。形。见图见图176。结结构构螺旋形螺旋形缠绕缠绕在筒体外在筒体外侧侧沿筒体沿筒体轴轴向平行向平行焊焊在筒体外在筒体外侧侧沿筒体沿筒体圆圆周方向平行周方向平行焊焊接在筒体外接在筒体外侧侧图图17-73半圆管夹套 特性半圆管或弓形管由带材压制而成，加工方18图图17-6 半半圆圆管管夹夹套二种套二种结结构构(a)半半圆圆管管图17-6 半圆管夹套二种结构(a)半圆管19图图17-6 半半圆圆管管夹夹套二种套二种结结构构图17-6 半圆管夹套二种结构20bL3L2Lt1L3(a)螺旋形螺旋形缠绕缠绕图图17-7 半半圆圆管管夹夹套的安装套的安装bL3L2Lt1L3(a)螺旋形缠绕图17-7 半圆管夹套21图图17-6 半半圆圆管管夹夹套的安装套的安装(b)平行排管平行排管Dt1图17-6 半圆管夹套的安装(b)平行排管Dt1224蜂蜂窝夹窝夹套套 特点特点以整体以整体夹夹套套为为基基础础，采取折，采取折边边或短管等加或短管等加强强措施；措施；提高筒体的提高筒体的刚刚度和度和夹夹套的承套的承压压能力，减少流道面能力，减少流道面积积；减薄筒体壁厚，减薄筒体壁厚，强强化化传热传热效果。效果。结结构构折折边边式式拉撑式拉撑式4蜂窝夹套 特点以整体夹套为基础，采取折边或短管等加强措施23图图17-8 折折边边式蜂式蜂窝夹窝夹套套夹夹套向内折套向内折边边与筒与筒体体贴贴合好合好,再再进进行行焊焊接的接的结结构构 D1t1D2t2bAA向向图17-8 折边式蜂窝夹套夹套向内折边与筒D1t1D2t224D1t1D2edminb用冲用冲压压的小的小锥锥体或体或钢钢管做拉管做拉撑体。蜂撑体。蜂窝窝孔在筒体上呈正孔在筒体上呈正方形或三角形布置方形或三角形布置 图图17-9 短管支撑式蜂短管支撑式蜂窝夹窝夹套套D1t1D2edminb用冲压的小锥体或钢管做拉撑体。蜂窝孔25二、内二、内盘盘管管当反当反应应器的器的热热量量仅仅靠外靠外夹夹套套传热传热，换热换热面面积积不不够时够时常采用常采用内内盘盘管管结结构特点构特点浸没在物料中，浸没在物料中，热热量量损损失小，失小，传热传热效果好，效果好，检检修修较较困困难难。分分类类螺旋形螺旋形盘盘管管竖竖式蛇管式蛇管 图图17-10图图17-11二、内盘管当反应器的热量仅靠外夹套传热，换热面积不够时常采用26图图17-10 螺旋形螺旋形盘盘管管 dD图17-10 dD27dD对对称布置的几称布置的几组组竖竖式蛇管：式蛇管：传热传热 挡挡板作用板作用图图17-11竖竖式蛇管式蛇管dD对称布置的几组图17-11竖式蛇管28搅搅拌器拌器 1、搅搅拌器与流拌器与流动动特征特征 定定义义功能功能搅搅拌器又称拌器又称搅搅拌拌桨桨或或搅搅拌叶拌叶轮轮，是，是搅搅拌反拌反应应器的关器的关键键部件。部件。提供提供过过程所需要的能量和适宜的流程所需要的能量和适宜的流动动状状态态。原理原理搅搅拌器旋拌器旋转时转时把机械能把机械能传递给传递给流体，在流体，在搅搅拌器附近形拌器附近形成高湍成高湍动动的充分混合区，并的充分混合区，并产产生一股高速射流推生一股高速射流推动动液液体在体在搅搅拌容器内循拌容器内循环环流流动动。流型流型流体循流体循环环流流动动的途径。的途径。搅拌器 1、搅拌器与流动特征 定义功能搅拌器又称搅拌桨或搅29一、流型一、流型流型与流型与搅搅拌的关系拌的关系流型与流型与搅搅拌效果、拌效果、搅搅拌功拌功率的关系十分密切。率的关系十分密切。搅搅拌拌器的改器的改进进和新型和新型搅搅拌器的拌器的开开发发往往从流型着手。往往从流型着手。流型决定因素流型决定因素取决于取决于搅搅拌器的形式、拌器的形式、搅搅拌拌容器和内构件几何特征，以容器和内构件几何特征，以及流体性及流体性质质、搅搅拌器拌器转转速等速等因素。因素。搅搅拌机拌机顶顶插式中心安装插式中心安装立式立式圆圆筒的三种基本流型筒的三种基本流型径向流径向流轴轴向流向流切向流切向流流型流型一、流型流型与搅拌的关系流型与搅拌效果、搅拌功流型决定因素取30流体流流体流动动方向垂直于方向垂直于搅搅拌拌轴轴，沿径向流，沿径向流动动，碰到容器壁面分成二碰到容器壁面分成二股流体分股流体分别别向上、向向上、向下流下流动动，再回到叶端，再回到叶端，不穿不穿过过叶片，形成上、叶片，形成上、下二个循下二个循环环流流动动。(a)径向流径向流图图17-12搅搅拌器与流型拌器与流型(a)径向流径向流流体流动方向垂直于(a)径向流图17-1231流体流流体流动动方向平行于方向平行于搅搅拌拌轴轴，流体由，流体由桨桨叶叶推推动动，使流体向下流，使流体向下流动动，遇到容器底面再，遇到容器底面再向上翻，形成上下循向上翻，形成上下循环环流。流。(b)轴轴向流向流图图17-13 搅搅拌器与流型拌器与流型(b)轴轴向流向流流体流动方向平行于(b)轴向流图17-13 32无无挡挡板的容器内，流板的容器内，流体体绕轴绕轴作旋作旋转转运运动动，流速高流速高时时液体表面会液体表面会形成漩形成漩涡涡，流体从，流体从桨桨叶周叶周围围周向卷吸至周向卷吸至桨桨叶区的流量很小，混叶区的流量很小，混合效果很差。合效果很差。(c)切向流切向流图图17-14 搅搅拌器与流型拌器与流型(c)切向流切向流无挡板的容器内，流(c)切向流图17-14 33上述三种流型通常同上述三种流型通常同时时存在存在轴轴向流与径向流向流与径向流对对混合起主要作用混合起主要作用切向流切向流应应加以抑制加以抑制采用采用挡挡板可削弱切向流，板可削弱切向流，增增强强轴轴向流和径向流向流和径向流除中心安装的除中心安装的搅搅拌机外，拌机外，还还有偏心式、底插式、有偏心式、底插式、侧侧插式、斜插式、卧式等安装方插式、斜插式、卧式等安装方式，式，见图见图17-14。不同方式安装的不同方式安装的搅搅拌机拌机产产生的流型也各不相同。生的流型也各不相同。上述三种流型通常同时存在轴向流与径向流对混合起主要作用切向流34图图17-14 搅搅拌器在容器内的安装方式拌器在容器内的安装方式(a)垂直偏心式垂直偏心式(b)底插式底插式(c)侧侧插式插式(d)斜插式斜插式(e)卧式卧式图17-14 搅拌器在容器内的安装方式(a)垂直偏心式(35挡挡板与板与导导流筒流筒(1)挡挡板板 目的目的消除打漩和提高混合效果。消除打漩和提高混合效果。物料粘度小，物料粘度小，搅搅拌拌转转速高，液体随速高，液体随桨桨叶旋叶旋转转，在离心力作用下涌向内壁面并上升，在离心力作用下涌向内壁面并上升，中心部分液面下降，形成漩中心部分液面下降，形成漩涡涡，称，称为为打漩打漩区。区。打漩打漩挡板与导流筒(1)挡板 目的消除打漩和提高混合效果。物36后果后果随随转转速增加，漩速增加，漩涡涡中心下凹到与中心下凹到与桨桨叶接触，外面空气叶接触，外面空气进进入入桨桨叶被吸到液体中，使其密度减小，混合效果降低。叶被吸到液体中，使其密度减小，混合效果降低。一般在容器内壁面均匀安装一般在容器内壁面均匀安装4块挡块挡板板宽宽度度为为容器直径的容器直径的1/121/10。后果随转速增加，漩涡中心下凹到与桨叶接触，外面空气进一般在容37全全挡挡板条件板条件当再增加当再增加挡挡板数和板数和挡挡板板宽宽度，而功率消耗不再增加度，而功率消耗不再增加时时，称，称为为全全挡挡板条件。板条件。全全挡挡板条件与板条件与挡挡板数量和板数量和宽宽度有关。度有关。搅搅拌容器中的拌容器中的传热传热蛇管可部分或蛇管可部分或全部代替全部代替挡挡板，装有垂直板，装有垂直换热换热管管时时一般可不再安装一般可不再安装挡挡板。板。全挡板条件当再增加挡板数和挡板宽度，而功率消耗不再增加搅拌容38图图17-15 挡挡板板 图17-15 挡板 39(2)导导流筒流筒作用作用上下开口上下开口圆圆筒，安装于容器内，在筒，安装于容器内，在搅搅拌拌 混合中起混合中起导导流作用。流作用。(2)导流筒作用上下开口圆筒，安装于容器内，在搅拌40(a)涡轮涡轮式或式或桨桨式式搅搅拌拌器器(b)导导流筒置于流筒置于桨桨叶叶的上方的上方(b)推推进进式式搅搅拌器拌器 导导流筒套在流筒套在桨桨 叶外面，或略叶外面，或略 高于高于桨桨叶叶图图17-16 导导流筒流筒涡轮式或桨式搅拌器(b)推进式搅拌器图17-16 导流筒41结结构构当当搅搅拌器置于拌器置于导导流筒之下，且容器直径又流筒之下，且容器直径又较较大大时时，导导流筒的下端直径流筒的下端直径应缩应缩小，小，使下部开口小于使下部开口小于搅搅拌器的直径。拌器的直径。通常通常导导流筒上端低于静液面，筒身上开孔或槽，当液面降落后流体仍可从孔流筒上端低于静液面，筒身上开孔或槽，当液面降落后流体仍可从孔或槽或槽进进入入导导流筒。流筒。导导流筒将流筒将搅搅拌容器截面分成面拌容器截面分成面积积相等的两部分，相等的两部分，导导流筒直径流筒直径约为约为容器直径的容器直径的70%70%。结构当搅拌器置于导流筒之下，且容器直径又较大时，导流筒的下端42流流动动特性特性搅搅拌器从拌器从电动电动机机获获得机械能，推得机械能，推动动物料（流体）运物料（流体）运动动。搅搅拌器拌器对对流体流体产产生二种作用，剪切作用和循生二种作用，剪切作用和循环环作用。作用。剪切作用与液剪切作用与液液液搅搅拌体系中液滴的拌体系中液滴的细细化、化、固固液液搅搅拌体系中固体粒子的破碎以及气拌体系中固体粒子的破碎以及气液液搅搅拌体系中气泡的拌体系中气泡的细细微化有关。微化有关。当当输输入液体的能量主要用于入液体的能量主要用于对对流体的剪切流体的剪切作用作用时时，则则称称为为剪切型叶剪切型叶轮轮，如径向，如径向涡轮涡轮式、式、锯齿圆盘锯齿圆盘式等。式等。流动特性搅拌器从电动机获得机械能，推动物料（流体）运动。43流流动动特性特性搅搅拌器从拌器从电动电动机机获获得机械能，推得机械能，推动动物料（流体）运物料（流体）运动动。搅搅拌器拌器对对流体流体产产生二种作用，剪切作用和循生二种作用，剪切作用和循环环作用。作用。循循环环作用与混合作用与混合时间时间、传热传热、固体的、固体的悬悬浮等相关。浮等相关。当当搅搅拌器拌器输输入流体的能量主要用于流体入流体的能量主要用于流体的循的循环环作用作用时时，称，称为为循循环环型叶型叶轮轮，如框式、，如框式、螺螺带带式、式、锚锚式、式、桨桨式、推式、推进进式等式等为为循循环环型叶型叶轮轮。流动特性搅拌器从电动机获得机械能，推动物料（流体）运动。442、搅搅拌器分拌器分类类、图谱图谱及典型及典型搅搅拌器特性拌器特性 一、一、搅搅拌器分拌器分类类按流体流按流体流动动形形态态轴轴向流向流搅搅拌器拌器径向流径向流搅搅拌器拌器按按结结构分构分为为平叶平叶 折叶折叶 螺旋面叶螺旋面叶桨桨式、式、涡轮涡轮式、框式和式、框式和锚锚式的式的桨桨叶都有平叶和叶都有平叶和折叶两种折叶两种结结构构推推进进式、螺杆式和螺式、螺杆式和螺带带式的式的桨桨叶叶为为螺旋面叶螺旋面叶混合流混合流搅搅拌器拌器轴轴向流向流搅搅拌器拌器2、搅拌器分类、图谱及典型搅拌器特性 一、搅拌器分类按流45 按按搅搅拌拌用途分用途分为为低粘流体低粘流体用用搅搅拌器拌器高粘流体高粘流体用用搅搅拌器拌器低粘流体低粘流体搅搅拌器有：拌器有：推推进进式、式、长长薄叶螺旋薄叶螺旋桨桨、桨桨式、开启式、开启涡轮涡轮式、式、圆盘圆盘涡轮涡轮式、布式、布鲁马鲁马金式、板金式、板框框桨桨式、三叶后弯式、式、三叶后弯式、MIG和改和改进进MIG等。等。高粘流体高粘流体搅搅拌器有：拌器有：锚锚式、框式、式、框式、锯齿圆盘锯齿圆盘式、式、螺旋螺旋桨桨式、螺式、螺带带式（式（单单螺螺带带、双螺双螺带带）、螺旋）、螺旋螺螺带带式等。式等。按搅拌低粘流体高粘流体低粘流体搅拌器有：高粘流体搅拌器有46图图17-17 搅搅拌器流型分拌器流型分类图谱类图谱 轴轴流式流式混流式混流式径流式径流式搅搅拌器拌器图17-17 搅拌器流型分类图谱 轴流式混流式径流式搅拌器47 桨桨式、推式、推进进式、式、涡轮涡轮式和式和锚锚式式搅搅拌器在拌器在搅搅拌反拌反应设备应设备中中应应用最用最为为广泛，据广泛，据统计约统计约占占搅搅拌器拌器总总数的数的7580。桨式、推进式、涡轮式和锚式搅拌器在48二、几种常用二、几种常用搅搅拌器：拌器：1.桨桨式式搅搅拌器拌器 结结构最构最简单简单叶片用扁叶片用扁钢钢制成，制成，焊焊接或用螺栓固定在接或用螺栓固定在轮轮毂毂上，叶片数是上，叶片数是2、3或或4 片，叶片形式可片，叶片形式可分分为为平直叶式和折叶平直叶式和折叶式两种。式两种。图图17-18 桨桨式式搅搅拌器拌器 二、几种常用搅拌器：1.桨式搅拌器 结构最简单图17-1849主要主要应应用用也用于高粘流体也用于高粘流体搅搅拌，促拌，促进进流体的上下交流体的上下交换换，代替，代替价格高的螺价格高的螺带带式叶式叶轮轮，能，能获获得良好的效果。得良好的效果。液液液系中用于防止分离、使罐的温度均一，固液系中用于防止分离、使罐的温度均一，固液系中多用于防止固体沉降。液系中多用于防止固体沉降。主要用于流体的循主要用于流体的循环环，由于在同，由于在同样样排量下，折叶式排量下，折叶式比平直叶式的功耗少，操作比平直叶式的功耗少，操作费费用低，故用低，故轴轴流流桨桨叶使叶使用用较较多。多。主要应用也用于高粘流体搅拌，促进流体的上下交换，代替液液系50桨桨式式搅搅拌器的拌器的转转速一般速一般为为20100r/min，最高粘度最高粘度为为20Pas。其常用参数。其常用参数见见表表17-5。缺点缺点不能用于以保持气体和以不能用于以保持气体和以细细微化微化为为目的目的的气的气液分散操作中。液分散操作中。桨式搅拌器的转速一般为20100r/min，缺点不能用于51表表17-5 桨桨式式搅搅拌器常用参数拌器常用参数常用尺寸常用尺寸常用运常用运转转条条件件常用介常用介质质粘粘度范度范围围流流动动状状态态备备注注d/D=0.350.8b/d=0.10.25Bn=2n=1100r/minv=1.05.0m/s小于小于2Pas低低转转速速时时水平水平环环向流向流为为主；主；转转速高速高时为时为径向流径向流；有；有挡挡板板时为时为上下循上下循环环流流当当d/D=0.9以上，并以上，并设设置置多多层桨层桨叶叶时时，可用于高，可用于高粘度液体的低速粘度液体的低速搅搅拌。拌。在在层层流区操作，适用的流区操作，适用的介介质质粘度可达粘度可达100Pas,v=1.03.0m/s折叶式折叶式=45，60折叶式有折叶式有轴轴向、径向和向、径向和环环向分流作用向分流作用 注：注：n转转速；速；v叶端叶端线线速度；速度；Bn叶片数；叶片数；d搅搅拌器直径；拌器直径；D容器内径：容器内径：折叶角。折叶角。表17-5 桨式搅拌器常用参数常用尺寸常用运转条件常用介质粘522.推推进进式式搅搅拌器拌器 推推进进式式搅搅拌器（又称船用推拌器（又称船用推进进器）器）常用于低粘流体中。常用于低粘流体中。结结构构标标准推准推进进式式搅搅拌器有三瓣叶拌器有三瓣叶片，其螺距与片，其螺距与桨桨直径直径d相等。相等。它直径它直径较较小，小，d/D=1/41/3，叶端速度一般，叶端速度一般为为 710 m/s，最高达，最高达15 m/s。图图17-19 推推进进式式搅搅拌器拌器 2.推进式搅拌器 推进式搅拌器（又称船用推进器）结构标准推53特点特点 搅搅拌拌时时流体的湍流程度不高，循流体的湍流程度不高，循环环量大，量大，结结构构 简单简单，制造方便。，制造方便。搅搅拌拌时时流体由流体由桨桨叶上方吸入，下方以叶上方吸入，下方以圆圆筒状螺旋形排筒状螺旋形排 出，流体至容器底再沿壁面返至出，流体至容器底再沿壁面返至桨桨叶上方，形叶上方，形 成成轴轴向流向流动动。循循环环性能好，剪切作用不大，性能好，剪切作用不大，属于循属于循环环型型搅搅拌器拌器特点 搅拌时流体的湍流程度不高，循环量大，结构搅拌时54应应用用粘度低、流量大的粘度低、流量大的场场合，用合，用较较小的小的搅搅拌功率，能拌功率，能获获得得较较好好的的搅搅拌效果。拌效果。主要用于液液系混合、使温度均匀，在低主要用于液液系混合、使温度均匀，在低浓浓度固液系度固液系中防止淤泥沉降等中防止淤泥沉降等改改进进容器内装容器内装挡挡板、板、搅搅拌拌轴轴偏心安装、偏心安装、搅搅拌器拌器倾倾斜，可防止漩斜，可防止漩涡涡形成。形成。常用参数常用参数见见表表17-6应用粘度低、流量大的场合，用较小的搅拌功率，能获得较好改进容55表表17-6 推推进进式式搅搅拌器常用参数拌器常用参数常用尺寸常用尺寸常用运常用运转转条条件件常用介常用介质质粘度粘度范范围围流流动动状状态态备备注注d/D=0.20.5(以以0.33居多居多)p/d=1,2Bn=2,3,4(以以3居居多多)p螺距螺距n=100500r/minv=315m/s小于小于2Pas轴轴流型，循流型，循环环速率高，速率高，剪切力小。采用剪切力小。采用挡挡板板或或导导流筒流筒则轴则轴向循向循环环更更强强最高最高转转速可达速可达1750r/min:最高叶端最高叶端线线速度可达速度可达25m/s。转转速在速在500r/min以下，以下，适用介适用介质质粘度可达粘度可达50Pa.s 表17-6 推进式搅拌器常用参数常用尺寸常用运转条件常用介56涡轮涡轮式式搅搅拌器（又称透拌器（又称透平式叶平式叶轮轮），是），是应应用用较较广的一种广的一种搅搅拌器，能有拌器，能有效地完成几乎所有的效地完成几乎所有的搅搅拌操作，并能拌操作，并能处处理粘度理粘度范范围围很广的流体。很广的流体。见图见图1720。3涡轮涡轮式式搅搅拌器拌器 图图17-20 涡轮涡轮式式搅搅拌器拌器 涡轮式搅拌器（又称透3涡轮式搅拌器 图17-20 涡轮式57涡轮涡轮式式搅搅拌器分拌器分为为开式开式盘盘式式开式有：开式有：平直叶、斜叶、弯叶等。平直叶、斜叶、弯叶等。叶片数叶片数为为2叶和叶和4叶叶盘盘式有：式有：圆盘圆盘平直叶、平直叶、圆盘圆盘斜叶、斜叶、圆盘圆盘弯叶等。叶片数常弯叶等。叶片数常为为6叶。叶。为为改善流改善流动动状况，状况，有有时时把把桨桨叶制成凹形或箭形叶制成凹形或箭形涡轮式搅拌器分为开式盘式开式有：盘式有：为改善流动状况，58应应用用 涡轮涡轮式式搅搅拌器有拌器有较较大的剪切力，可使流体微大的剪切力，可使流体微团团分散得分散得很很细细，适用于低粘度到中等粘度流体的混合、液，适用于低粘度到中等粘度流体的混合、液液分散、液分散、液液固固悬悬浮，以及促浮，以及促进进良好的良好的传热传热、传质传质和化学反和化学反应应。平直叶平直叶剪切作用剪切作用较较大，属剪切型大，属剪切型搅搅拌器。拌器。弯叶弯叶 指叶片朝着流指叶片朝着流动动方向弯曲，可降低功率方向弯曲，可降低功率 消耗，适消耗，适用于含有易碎固体用于含有易碎固体颗颗粒的流体粒的流体搅搅拌。拌。应用 涡轮式搅拌器有较大的剪切力，可使流体微团分59表表17-7 涡轮涡轮式式搅搅拌器常用参数拌器常用参数型式型式常用尺寸常用尺寸常用运常用运转转条件条件常用介常用介质质粘度粘度范范围围流流动动状状态态备备注注开式开式涡轮涡轮d/D=0.20.5(以以0.33居多居多)b/d=0.2Bn=,3,4,6,8(以以6居多居多)折叶式折叶式=30,45,60后弯式后弯式=30,50,60后弯角后弯角n=10300r/minv=410m/s折叶式折叶式v=26m/s小于小于50Pas，折叶和后弯叶折叶和后弯叶小于小于10Pas平直叶、后弯平直叶、后弯叶叶为为径向流型。径向流型。在有在有挡挡板板时时以以桨桨叶叶为为界形成界形成上下两个循上下两个循环环流。流。折叶的折叶的还还有有轴轴向分流，近于向分流，近于轴轴流型流型最高最高转转速可达速可达600r/min圆盘圆盘上下液体上下液体的混合不如开的混合不如开式式涡轮涡轮盘盘式式涡轮涡轮d:l:b=20:5:4d/D=0.20.5(以以0.33居多居多)Bn=4,6,8=45,60=45n=10300r/minv=410m/s折叶式折叶式v=26m/s小于小于50Pas，折叶和折叶和后弯叶后弯叶小于小于10Pas表17-7 涡轮式搅拌器常用参数型式常用尺寸常用运转条件常604锚锚式式搅搅拌器拌器 结结构构简单简单。适用于粘度在适用于粘度在100Pas以下的流体以下的流体搅搅拌，当流拌，当流体粘度在体粘度在10100Pas时时，可在，可在锚锚式式桨桨中中间间加加一横一横桨桨叶，即叶，即为为框式框式搅搅拌器，以增加容器中部拌器，以增加容器中部的混合。的混合。图图17-21 锚锚式式搅搅拌器拌器 4锚式搅拌器 结构简单。图17-21 锚式搅拌器 61应应用用锚锚式或框式式或框式桨桨叶的混合效果并不理想，只适用于叶的混合效果并不理想，只适用于对对混合混合要求不太高的要求不太高的场场合。合。由于由于锚锚式式搅搅拌器在容器壁附近流速比其它拌器在容器壁附近流速比其它搅搅拌器拌器大，能得到大的表面大，能得到大的表面传热传热系数，故常用于系数，故常用于传热传热、晶析操作。晶析操作。常用于常用于搅搅拌高拌高浓浓度淤度淤浆浆和沉降性淤和沉降性淤浆浆。当当搅搅拌粘度大于拌粘度大于100Pas 的流体的流体时时，应应采用螺采用螺带带式或螺杆式。式或螺杆式。应用锚式或框式桨叶的混合效果并不理想，只适用于对混合由于锚式62常用尺寸常用尺寸常用运常用运转转条件条件常用介常用介质质粘度范粘度范围围流流动动状状态态备备注注d/D=0.90.98b/D=0.1h/D=0.48 1.0n=1100r/minv=15m/s小于小于100Pas不同高度上的水不同高度上的水平平环环向流向流为为了增大了增大搅搅拌范拌范围围，可根据需要在可根据需要在桨桨叶叶上增加立叶和横梁上增加立叶和横梁表表17-8 锚锚式式搅搅拌器常用参数拌器常用参数常用尺寸常用运转条件常用介质粘度范围流动状态备注d/D=n=638.2.3.3 搅搅拌器的拌器的选选用用选选用用时时除除满满足工足工艺艺要求外，要求外，还应还应考考虑虑功耗低、操作功耗低、操作费费用省，以及制造、用省，以及制造、维护维护和和检检修方便等因素。修方便等因素。搅搅拌器拌器选选型一般从三个方面考型一般从三个方面考虑虑搅搅拌目的拌目的 物料粘度物料粘度 搅搅拌容器容拌容器容积积的大小的大小8.2.3.3 搅拌器的选用选用时除满足工艺要求外，还应考虑64仅仅考考虑搅虑搅拌目的拌目的时搅时搅拌器的拌器的选选型型见见表表17-9。一、按一、按搅搅拌目的拌目的选选型型常用的常用的搅搅拌器拌器选选用方法：用方法：仅考虑搅拌目的时搅拌器的选型见表17-9。一、按搅拌目的选型65搅搅拌目的拌目的挡挡板条件板条件推荐形式推荐形式流流动动状状态态互溶液体的混合及在其互溶液体的混合及在其中中进进行化学反行化学反应应无无挡挡板板三叶折叶三叶折叶涡轮涡轮、六叶折叶开启、六叶折叶开启涡轮涡轮、桨桨式、式、圆盘涡轮圆盘涡轮 湍流湍流(低粘流体低粘流体)有有导导流筒流筒三叶折叶三叶折叶涡轮涡轮、六叶折叶开启、六叶折叶开启涡轮涡轮、推、推进进式式有或无有或无导导流筒流筒桨桨式、螺杆式、框式、螺式、螺杆式、框式、螺带带式、式、锚锚式式层层流流(高粘流体高粘流体)固固液相分散及在其中液相分散及在其中溶解和溶解和进进行化学反行化学反应应有或无有或无挡挡板板桨桨式、六叶折叶开启式式、六叶折叶开启式涡轮涡轮湍流湍流(低粘流体低粘流体)有有导导流筒流筒三叶折叶三叶折叶涡轮涡轮、六叶折叶开启、六叶折叶开启涡轮涡轮、推、推进进式式有或无有或无导导流筒流筒螺螺带带式、螺杆式、式、螺杆式、锚锚式式层层流流(高粘流体高粘流体)液液液相分散（互溶的液相分散（互溶的液体）及在其中液体）及在其中强强化化传传质质和和进进行化学反行化学反应应有有挡挡板板三叶折叶三叶折叶涡轮涡轮、六叶折叶开启、六叶折叶开启涡轮涡轮、桨桨式、式、圆盘涡轮圆盘涡轮式、推式、推进进式式湍流湍流(低粘流体低粘流体)表表17-9 搅搅拌目的与推荐的拌目的与推荐的搅搅拌器形式拌器形式搅拌目的挡板条件推荐形式流动状态互溶液体的混合及在其中进行化66液液液相分散（不互液相分散（不互溶的液体）及在其中溶的液体）及在其中强强化化传质传质和和进进行化学行化学反反应应有有挡挡板板圆盘涡轮圆盘涡轮、六叶折叶开启、六叶折叶开启涡轮涡轮湍流湍流(低粘流体低粘流体)有反射物有反射物三叶折叶三叶折叶涡轮涡轮有有导导流筒流筒三叶折叶三叶折叶涡轮涡轮、六叶折叶开启、六叶折叶开启涡轮涡轮、推、推进进式式有或无有或无导导流筒流筒螺螺带带式、螺杆式、式、螺杆式、锚锚式式层层流流(高粘流体高粘流体)气气液相分散及在其液相分散及在其中中强强化化传质传质和和进进行化行化学反学反应应有有挡挡板板圆盘涡轮圆盘涡轮、闭闭式式涡轮涡轮湍流湍流(低粘流体低粘流体)有反射物有反射物三叶折叶三叶折叶涡轮涡轮有有导导流筒流筒三叶折叶三叶折叶涡轮涡轮、六叶折叶开启、六叶折叶开启涡轮涡轮、推、推进进式式有有导导流筒流筒螺杆式螺杆式层层流流(高粘流体高粘流体)无无导导流筒流筒锚锚式、螺式、螺带带式式表表17-9 搅搅拌目的与推荐的拌目的与推荐的搅搅拌器形式（拌器形式（续续）液液相分散（不互溶的液体）及在其中强化传质和进行化学反应有67二、按二、按搅搅拌器型式和适用条件拌器型式和适用条件选选型型推推进进式式搅搅拌器拌器用于低粘度流体的混合，循用于低粘度流体的混合，循环环能力能力强强，动动力消耗小，可力消耗小，可应应用到很大容用到很大容积积的的搅搅 拌容器中。拌容器中。桨桨式式搅搅拌器拌器 结结构构简单简单，在小容，在小容积积的流体混合中的流体混合中应应 用用较较广，广，对对大容大容积积的流体混合，循的流体混合，循环环 能力不足。能力不足。涡轮涡轮式式搅搅拌器拌器应应用范用范围较围较广，各种广，各种搅搅拌操作都适用，拌操作都适用，但流体粘度不宜超但流体粘度不宜超过过50Pas。二、按搅拌器型式和适用条件选型推进式搅拌器用于低粘度流体68表表17-10 是以操作目的和是以操作目的和搅搅拌器流拌器流动动状状态选态选用用搅搅拌器的拌器的锚锚式、螺杆式、螺式、螺杆式、螺带带式式适用于高粘流体的混合。适用于高粘流体的混合。表17-10 是以操作目的和搅拌器流动状态选用搅拌器的锚式、69表表17-10 搅搅拌器型式和适用条件拌器型式和适用条件注：有注：有者者为为可用，空白者不可用，空白者不详详或不合用或不合用 表17-10 搅拌器型式和适用条件注：有者为可用，空白者70谢谢观赏谢谢观赏谢谢观赏71