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反應(yīng)釜的攪拌槳功能是什么?攪拌器又稱攪拌槳或攪拌葉輪,如果反應(yīng)釜是鍋,那攪拌就是筷子、鍋鏟,翻轉(zhuǎn)騰挪(傳質(zhì)、傳熱),攪拌槳是反應(yīng)釜的關(guān)鍵部件,主要作用是提供反應(yīng)過程所需要的能量和適宜的流動狀態(tài),于強化傳質(zhì)傳熱和傳質(zhì)效果、提高反應(yīng)速率。
攪拌的目的可以分以下幾種:
1. 均相的液體混合,通過攪拌使釜中的兩種或者兩種以上的互溶液體達(dá)到分子規(guī)模的均勻程度。這種均相混合,可以內(nèi)部攪拌,也可以外部搖晃攪拌(比如均相反應(yīng)器)。
2. 液液分散:把不相溶或者相溶速度比較慢的兩種液體混合起來,使其中的一相液體以微小的液滴均勻分散到另一種液相中。被分散的為分散相,另一相為連續(xù)相。在釜內(nèi)的高轉(zhuǎn)速攪拌下,分散相的液體被分散的液滴越小,兩相接觸面積越大。
3. 氣液相分散,在氣液接觸過程中,攪拌器把大氣泡打碎成微小氣泡并使之均勻分散到整個液相中(氣體分布器+高速攪拌槳),以增大氣液接觸面積。
4. 固液分散:即讓固體顆粒懸浮于液體中,比如硝基物的液相加氫還原反應(yīng),反應(yīng)時需要把固體顆粒催化劑懸浮于液體當(dāng)中,才能讓反應(yīng)充分的進(jìn)行。通常也可以用碎粒機,把催化劑顆粒的粒徑變成微米、納米,以增加接觸面。這也是一種處理方式。
5. 固體溶解:當(dāng)反應(yīng)物之一為固體并且溶于液體時,固體顆粒需要懸浮于液體之中。攪拌可以加強固液間的傳質(zhì),以促進(jìn)固體溶解。
6. 強化傳熱:有些反應(yīng)(物理反應(yīng)或者化學(xué)反應(yīng))對傳熱有很高的要求,需要消除釜內(nèi)的溫度差,或提高釜內(nèi)壁的傳熱系數(shù),攪拌可以達(dá)到上述強化傳熱的要求。
7. 控制傳熱速率:如果反應(yīng)受傳熱速率的控制,可通過攪拌的作用使傳質(zhì)速率達(dá)到合適的數(shù)值。
攪拌的要求:
1. 使加到反應(yīng)釜中的物料能很快且良好地分散到反應(yīng)釜中的整個物料之中。
2. 反應(yīng)釜中的物料混合要充分,沒有死角,任何一處的濃度均應(yīng)相等。對于某些快速的復(fù)雜反應(yīng),可以防止局部濃度過高,使副反應(yīng)增加,從而導(dǎo)致選擇性降低。
3. 反應(yīng)釜內(nèi)物料側(cè)的傳熱系數(shù)足夠大,從而使反應(yīng)熱可以及時移出或者反應(yīng)需要的熱量及時傳入。
(實驗室反應(yīng)釜示意圖) (反應(yīng)攪拌槳葉)