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不锈钢反应釜搅拌的要求

来源: 时间:2013-08-21 10:44:24 浏览次数:

(1)加人到不锈钢反应釜中的物料能很快且良好地分散到反应釜中的整个物料之中。(2)反应釜中的物料混合要充分,没有死角,任何一处的浓度均应相等。对于某些快速复杂反应,可以防止局部浓度过高,使副反应增加,从而导致选择性降低。
(1)加人到不锈钢反应釜中的物料能很快且良好地分散到反应釜中的整个物料之中。
(2)反应釜中的物料混合要充分,没有死角,一处的浓度均应相等。对于某些快速复杂反应,可以防止局部浓度过高,使副反应增加,从而导致选择性降低。
(3)不锈钢反应釜内物料侧的给热系数要求足够大,从而使反应热可以及时移出或使反应需要的热量及时传人。
(4)如果反应受传质速率的控制,通过搅拌的作用可以使传质速率达到合适的数值。
2搅拌的混合机理搅拌器之所以能起到液液、气液、固液分散等搅拌效果,主要在于搅拌器的混合作用。
剪切作用。在这种剪切应力的作用下,静止或低速运动的液体也跟着以很高的速度运动起来,从而带动所有液体在设备范围内流动。这种设备范围内的循环流动称为“宏观流动”。由此造成的设备范围内的扩散混合作用称为“主体对流扩散”。在产生宏观流动的同时,处于高速液流和静止或低速液流界面的液体,由于受到强烈的剪切作用,被卷起而形成漩涡。这些高速旋转的漩涡又对它周围的液体造成强烈的剪切作用,从而产生更多的漩涡。众多的漩涡一方面把更多的液体挟带到作宏观流动的主体液流中去,同时形成局部范围内液体快速而紊乱的对流运动,即局部的湍流流动。这种局部范围内的漩涡运动称为“微观流动”。由此造成的局部范围内的扩散混合作用称为“涡流对流扩散”。
搅拌设备里不仅存在涡流对流扩散和主体对流扩散,还存在分子扩散,其强弱程度依次减小。实际的混合作用是上述三种扩散作用的综合。但从混合的范围和混合的均匀程度来看,三种扩散作用对实际混合过程的贡献是不同的。主体对流扩散只能把物料破碎分裂成“微团”,并把这些微团在设备范围内分布均匀。而通过微团之间的涡流对流扩散,可以把微团的尺寸降低到漩涡本身的大小。搅拌越剧烈,涡流运动就越强烈,湍流程度就越大,分散程度就越高,即漩涡的尺寸越小。在通常的搅拌条件下,漩涡的尺寸为几十微米。然而,这种的漩涡也比分子大得多。因此,主体对流扩散和涡流对流扩散都不能达到分子水平上的完全均匀混合。分子水平上的完全均匀混合只有通过分子扩散才能达到。我们把在设备范围内呈微团均匀分布的混合过程称作“宏观混合”,把达到分子规模分布均匀的混合称作“微观混合”。可见,主体对流扩散和涡流对流扩散只能进行宏观混合,只有分子扩散才能进行微观混合。但是,漩涡运动不断更新微团的表面,大大增加分子扩散的表面积,减小了分子扩散的距离。因此,提高了微观混合速率。
不同的不锈钢反应釜搅拌过程对宏观混合和微观混合的要求是不同的。对于某些化学反应过程要求达到微观混合,否则就不可避免地发生反应物的局部浓集,其后果是对主反应不利,收率下降。对于液液分散或固液分散,不存在相间的分子扩散,只能达到宏观混合,并依靠漩涡的湍流运动减小微团的尺寸。而对于均相液体的混合,由于分子扩散速率很快,混合速率受宏观混合控制,应设法提高宏观混合速率。
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