理和化学过程对搅拌效果的要求也不同，至今对搅拌 器的选用仍带有很大的经验性。 选型一般从三个方面考虑——搅拌目的、物料粘度和 搅拌容器的容积大小。 此外，还应考虑功耗低、操作费用省，以及制造、维 护和检修方便等因素
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6.5 搅拌器
4. 搅拌器的选用举例 如按介质的粘度选型
对于低粘度介质，用小直径高转速的搅拌器就能带动周围的 流体循环，并至远处；可选用传统的推进式、桨式、涡轮式 等搅拌器。
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6.5 搅拌器
2. 搅拌器的分类 按搅拌器的桨叶结构分类
平叶、斜（折）叶、弯叶、螺旋面叶式搅拌器
按搅拌器的用途分类
低粘流体用搅拌器、高粘流体用搅拌器
按流体流动形态分类
轴向流搅拌器、径向流搅拌器以及混合流搅拌器
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搅拌器图谱
6.5 搅拌器
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6.5 搅拌器
3. 搅拌器的选用原则 搅拌操作涉及流体的流动、传质和传热，所进行的物
然而当反应物系不易产生粘附物时，使用大量内冷管撤去反应热 是非常有效的手段。
生产丁苯橡胶的乳液聚合反应釜，容积30M3，32根×13组 ＝416根内冷管，传热面积114M2
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6.5 搅拌器
1. 流型 轴向流、径向流和切向流
轴向流与径向流对混合起主要作用，而切向流应加以 抑制。采用挡板可削弱切向流，增强轴向流和径向流
而高粘度介质的流体则不然，需直接用搅拌器来推动；可选 用锚式和框式等搅拌器。
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6.5 搅拌器
流动状态
搅拌目的
高粘
对 湍 剪 低粘 度液 分 溶 固 气 结 传 液 槽容积 转速范围
搅拌器型 流 流 切 度液 混合 散 解 体 体 晶 热 相 范围
式
循 扩 流 混合 传热
悬吸
反
m3
r/min
环散
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6.4 搅拌容器
空心夹套
喷嘴
螺旋导流板夹套
半管夹套
内部夹套
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6.4 搅拌容器
氯乙烯悬浮聚合釜
间歇分批式操作——规模效应——反应器大型化（200M3） 聚合压力8个大气压 常规釜（国产80M3） 釜壁31mm 蜂窝夹套（日本神钢泛技术公司 内部夹套） 双壳夹套（住友重机）
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盘管
12-载热介质出口； 13-挡板； 14-螺旋导流板； 15-轴向流搅拌器； 16-径向流搅拌器； 17-气体分布器； 18-下封头； 19-出料口； 20-载热介质进口； 21-气体进口
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6.4 搅拌容器
1. 内容器（釜体） 组成结构
筒体：圆筒形 封头：碟形或椭球形封头、锥形封头、平盖 开孔接管：进料、出料、排气、测温、测压、凸缘法兰（焊
常用于粉体混合 卧式设备有单轴的也有双轴的——自清洁效果 当搅拌高粘液体时，若叶轮端部与槽壁有一定的间隙，则高粘液
体会滞流于间隙中——刮壁式搅拌设备
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6.4 搅拌容器
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6.4 搅拌容器
几何尺寸的确定
容积V——由装料系数决定 直立式搅拌容器——指内筒体和下封头两部分容积之和； 卧式搅拌容器——指筒体和左右两封头容积之和。
6.4 搅拌容器
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6.4 搅拌容器
螺旋形盘管
夹套无法满足传热要求 或 无法采用夹套传热（釜内壁衬有橡 胶等隔热材料）时，可利用盘管传热
竖式蛇管
浸没在物料中，热量损失小，传热效果好，对称布置的竖式蛇管 还能起到挡板的作用
内冷管数量多时，检修麻烦，尤其是物料含有较多固体颗粒或比 较粘稠时，容易形成堆积和挂料，严重影响传热效率
置螺旋导流板 搪玻璃釜，夹套内不能安置螺旋导流板，为了强化传热，在水的
入口处安装扰流喷嘴，促使水进行湍动
半管夹套（耐压，表面传热系数提高1/3，且提高了夹套的 强度）
蜂窝夹套（减小筒体壁厚，强化传热） 螺旋板式夹套 对于大型搅拌釜式反应器而言，其单位容积的生产能力往往
由反应器的传热能力所决定。
在上封头，用于搅拌容器与机架的连接）
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6.4 搅拌容器
安放方式
立式釜
常压：平底釜（容易产生应力集中，故而不应用于压力釜） 物料对环境无污染，且对尘埃不敏感：敞口 淤浆：锥形封头（出料方便）
卧式釜（通常半釜操作）
常用于气－液传质过程（气液接触面积大）：气-液吸收、聚合 物（高粘系）脱挥
反应
浮收
应
涡轮式 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 1～100 10～300
桨式 ○ ○ ○ ○ ○
○○
○ ○ ○ 1～200 10～300
推进式 ○ ○
○
○○○
○ ○ ○ 1～1000 100～500
2. 换热元件：夹套和内盘管 当夹套的换热面积能够满足传热要求时，应优先选用
夹套，以减少容器的内构件，便于清洗，且不占用有 效体积 夹套
整体夹套 型钢夹套 半管夹套 蜂窝夹套 螺旋板式夹套
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6.4 搅拌容器
整体夹套
冷却水下进上出、加热蒸气上进下出 在用液体作为传热介质时，为强化传热效果，还可在夹套空间设
第6章 搅拌设备选型
1.1 物体的受力分析及其平衡条件
6.1 概述
2
6.2 搅拌的目的
以液体为主体的搅拌操作，常常将被搅物料分为液-液、 气-液、固-液、气-液-固等四种情况。
搅拌的目的
促进混合——液-液混合、固-液悬浮、气-液分散、液-液分散、 液-液乳化；
促进传热、传质、化学反应——加热、冷却、萃取、吸收、 溶解、结晶、聚合；
搅拌设备的操作目的主要表现为
使不互溶的液体混合均匀，制备均匀混和液、乳化液，强化 传质过程；
使气体在液体中充分分散，强化传质或化学反应； 制备均匀悬浮液，促使固体加速溶解、浸取或液－固化学反
应； 强化传热，防止局部过热或过冷。
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6.3 搅拌设备的基本结构
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6.3 搅拌设备的基本结构
1-电动机； 2-减速机； 3-机架； 4-人孔； 5-密封装置； 6-进料口； 7-上封头； 8-筒体； 9-联轴器； 10-搅拌轴； 11-夹套；
沸腾或起泡：0.6-0.7 平稳：0.8-0.85
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6.4 搅拌容器
筒体的高径比H/D——由装液高径比HL/D和装料系数决定
装液高径比对搅拌功率、传热和物料搅拌反应特征均有影响 物料性质 搅拌特性 搅拌器层数 反应特征 传热特性
聚合定
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6.4 搅拌容器