大宝鉴1:双曲面搅拌器

2018年11月10日 反应釜设备 197 views

       再开一个系列,说一说在工作和看文献的时候遇到的一些有意思的东西。本系列只是给一些广大从业者一个开拓视野的参考,这些东西我不一定都用过,文献和厂家们也都吹得天花乱坠,我个人觉得原理上是可行的,至于这些东西到底效果怎么样,还请有用过的同仁们相互指点。

       今天的主角就是所谓双曲面搅拌器,在说这个问题前,我不得不吐槽一下现在的搅拌器选型问题。

       搅拌这种东西啊,对化工生产可以说是非常重要,但又被大家所忽视的。相当一部分化工企业的搅拌选型都是有问题,而且大家偏偏对此不太重视。大概是由于现在精细化工行业间歇生产比较多,有问题也不是特别明显,很多情况下还是可以凑合用的。以至于在观念上很多人都没有转过来,买设备的时候舍得花钱,结果配搅拌器的时候就非常抠门了。

       为什么这么说呢?我举一个例子:在现实生产中,很少人在搅拌选型的时候考虑搅拌过程的差异性。下图为现有的国标搅拌釜规格:

       先不谈搅拌桨选型的问题,单从输入功率来看,国标反应釜的搅拌输入功率在1.1-3kW之间,这个输出功率主要考虑的是精细化学品生产过程中的搅拌需求,而且这个功率一般是高配的。有人根据具体应用领域提出了搅拌釜的建议功率如下:

       按照这个标准来看,如果用机械地用国标反应釜进行其他反应过程就会出现各种问题。就我见过的例子:有做萃取因为搅拌功率过高导致萃取相与水相无法分开的,絮凝池配大功率搅拌打碎絮体的,这是搅拌功率高配的问题。此外就是气液反应,一般要求配高功率(高于常规搅拌),但实际生产中这个功率却是低配的,就我听说有浙江某染料厂合成加不上氢的。

以上歪个楼,就是为了说明搅拌这个东西是非常重要的,不是随便糊弄糊弄过去就行了。接下来我们进入正题,说说双曲面搅拌器。双曲面搅拌器与常见搅拌器不同,主要还是用在水处理领域,可以说是根据水处理过程中的特点,所特制的一种搅拌形式。

       个人认为从功能上来说,搅拌器可以分为两类:一种主要用于溶解,气液混合,液液混合,化工反应等,这类过程一般要求强烈地搅拌形成高度地湍流与剪切力,因此这种搅拌器一般转速高(100-1000转/min),叶轮小。 另一类主要就是起一个分散作用,通过搅拌器搅动液体,让液体中的介质分布均匀,这种搅拌器对搅拌湍流没有很高要求,一般采用低转速(100转/min以内),大叶轮的搅拌器类型。

       而在水处理过程,包括各种发酵过程中,实际上分散型搅拌占有主要地位。水处理过程中的生化池,絮凝沉淀池等由于这些过程本身就不要求形成高度湍流(絮凝池搅拌剧烈还有可能打碎絮体)只要求池内保持均质,因此应该使用分散式搅拌。如果采用传统的搅拌方式,直接把化工上采用的搅拌设备拿过来用,那么只会徒然增加能耗。此外,水处理池由于反应强度低导致池子一般都很大,停留时间按天计算,如果以如此高的池体积输入高搅拌功率,产生的能耗会非常恐怖。因此,对于水处理过程还是建议采用专用的搅拌设备,而双曲面搅拌就是其中的一种。

如图为常见的双曲面搅拌器:

        双曲面搅拌器最早由德国的Invent公司发明,主要的特征就是叶片呈现双曲面形状,叶片上布置6-8条辐条。搅拌桨旋转的时候,由于辐条的作用,在搅拌器下端,流体沿辐条甩出。流体甩出后到达水池壁面后沿壁面向上运动,形成的环流由上而下再次经过双曲面搅拌器。这种搅拌形式实际上非常适宜在生化过程中使用,搅拌器下端流体速度高,可以搅起污泥,使污泥呈现悬浮状态,防止污泥在底部聚集,同时由于搅拌速度慢,搅拌器为曲面,水体沿着搅拌器表面运动,阻力小,可以降低输入系统的能量,节约能耗的同时防止污泥和絮体被打碎破坏。从我目前看到的文献来看,双曲面搅拌用于生化池搅拌,输入功率仅为8-10W/m3,与上表中的常规搅拌相比功率低了很多。

发表评论

发表评论:

PHONE