Характеристики процесса перемешивания

Лекция №7

Способы и назначение перемешивания. Типы механических мешалок.

Конструкции аппаратов с мешалками

перемешивание в жидких средах

1 механическое перемешивание при помощи мешалок, снабженных лопастями той или иной формы 2.перемешивание сжатым воздухом.

3.многократным перекачиванием их насосом через аппарат, т. е. путем циркуляции в замкнутом контуре.

характеристики процесса перемешивания

расход энергии

эффективность перемешивания

. Реакторы с мешалками,

· . Аппараты, работающие под давлением, изготовляют с эллиптическими днищами.

· Аппараты без давления имеют плоское днище и плоскую или тарельчатую крышку.

· При работе с вязкими жидкостями или при наличии осадков применяют аппараты с коническими днищами, облегчающими разгрузку аппарата.

На рис. 184 показан аппарат с мешалками непрерывного действия. Горизонтальный цилиндрический аппарат разделен поперечными перегородками на секции, в каждой из которых установлена своя мешалка. Исходные продукты, поступающие в аппарат, последовательно про

Емкостные аппараты могут иметь съемную верхнюю крышку или быть цельносварными. Разъемными делают аппараты небольших размеров, диаметром до 1400 мм. Аппараты большой емкости целесообразно изготовлять цельносварными, так как наличие фланцевого разъема утяжеляет аппарат, усложняет его конструкцию и ухудшает герметичность. Мешалку и другие внутренние устройства цельносварных аппаратов делают разборными, что позволяет монти­ровать их через лаз.

Рис. 184. Схема горизонтального аппарата с мешалками непрерывногодействия

Штуцера служат для наполнения аппарата, подвода воздуха, пара, установки контрольно-измерительных при­боров и других технологических целей. При подаче химически агрессивных жидкостей в штуцера вставляют патрубки наполнения, чтобы избежать стекания жидкости по стенкам. Легковоспламеняющиеся жидкости подают по длинным патрубкам, опущенным до дна аппарата во избежание накопления на струе жидкости статического электричества.

Удаляется жидкость из аппарата через нижний спуск или по трубе передавливания. Для передавливания жидкости необходимо давление 0,3—0,4 МН/м2, что обеспечивает подъем жидкости на высоту 10—25 м (в зависимости от плотности жидкости). Трубу передавливания в аппаратах с мешалками приходится делать изогнутой, но она должна свободно выниматься через штуцер.

Аппараты с мешалками, предназначенные для сложных технологических процессов, целесообразно снабжать смотровыми окнами для наблюдения за процессом и контроля исправности внутренних устройств и футеровки.

На аппарате устанавливают два окна: одно для уста­новки светильника, другое — для наблюдения.

. Чтобы уменьшить толщину стенки, применяют рубашки с «вмятинами» (рис. 186). Вмятины представляют собой отверстия диаметром 40—50 мм с отбортованными краями. Края отверстий приваривают к корпусу аппарата. Шаг вмятин 200—120 мм (в зависимости от давления в рубашке). Применение рубашек с вмятинами позволяет значительно снизить толщину стенки как корпуса аппарата, так и рубашки.

В тех случаях, когда не требуется большой поверхности теплообмена или когда теплоноситель находится под большим давлением, применяют приварные тепло­обменные элементы в виде труб или полутруб.

Змеевики внутри аппарата делают петлевыми или спиральными. Их обычно изготовляют из труб-диаметром

40—60 мм. Шаг между витками змеевика принимают (2ч-3) d. Змеевик опирают на стойки или витки змеевика соединяют между собой проставками. Обычно змеевик выводят через сальник, а на конец выводной трубы навер­тывают съемный фланец на резьбе, что дает возможность вынуть концы змеевика из крышки аппарата.

Емкостные аппараты, работающие под высоким внутренним давлением, часто называют автоклавами. Пред­назначены они в основном для периодических процессов. Автоклавы представляют собой стальные котлы со сферическими днищами и крышками.

Основные узлы автоклава (рис. 187): корпус 1, крышка 2, перемешивающее устройство 4, сальник 7, труба для опорожнения 6.

Мешалки. Мешалка состоит из вала, к которому кре­пится перемешивающее устройство: лопасти, пропеллер, турбина. К наиболее распространенным типам мешалок относятся: лопастные, рамные, якорные, пропеллерные,

турбинные. Лопастные, якорные и рамные мешалки отно­сятся к числу тихоходных мешалок. Они имеют относительно большие размеры и малую частоту вращения (обычно не более 80 об/мин).

Пропеллерные мешалки имеют лопасти, расположенные винтообразно.

Пропеллерные мешалки образуют интенсивные верти­кальные потоки жидкости, что делает их особенно эффек­тивными при перемешивании расслаивающихся жидкостей. Для улучшения циркуляции жидкости пропеллерные ме­шалки иногда помещают в направляющие патрубки — диффузоры.

Другой тип быстроходных мешалок — турбинные мешалки (рис. 196), работающие по принципу рабочего колеса центробежного насоса. Турбинка всасывает жидкость, и центробежная сила отбрасывает ее к периферии. Турбинные мешалки бывают открытыми (рис. 196, а и г) и закрытыми — одностороннего (рис. 196, б) и двустороннего (рис. 196, б) всасывания.