เครื่องปฏิกิริยาผสม คืออะไร? หลักการ ประเภทของเครื่องผลักและการใช้งาน

ตอบคําถามหลัก:ระบบปฏิกิริยาผสม คืออะไร และการออกแบบหมุนยนต์จะกําหนดผลการทํางานของมันได้อย่างไรเครื่องปฏิกิริยาผสมคือภาชนะความดันที่ مجهزด้วยเครื่องหมุนหมุนที่นําพลังงานกลเข้าไปในของเหลวเพื่อให้เกิดการผสมผสานแบบเรียบร้อย การกระจายก๊าซ การแขวนแข็งหรือการเสริมการถ่ายทอดความร้อนอุปกรณ์หมุนเปลี่ยนพลังงานหมุน (มีลักษณะด้วยจํานวนกําลัง Np = P / (rho * N ^ 3 * D ^ 5)) เป็นการเคลื่อนไหวของน้ํายาผ่านรูปแบบการไหลของแกนหรือรัศมีโดยการเลือกกณิตศาสตร์ตัวหมุนเฉพาะตามความแน่นของเหลว (ตั้งแต่ 1 cP เหมือนน้ําถึง 100 cP),000 cP เหมือนพอลิเมอร์) เป้าหมายการผสม (ผสมผสาน, การถ่ายทอดมวล, หรือการแขวนยาง) และจุฬาศาสตร์ของภาชนะ (ส่วนประสานกว้างต่อกว้างของ 3: 1)ระบบปฏิกิริยาการผสมผสานอุตสาหกรรมทั่วไปทํางานด้วยความเร็วหมุนของ 50-500 รอบ / นาที, พลังมอเตอร์ 0.5-500 kW และปริมาณ 50-50,000 ลิตรสําหรับการใช้งานที่ครอบคลุมการสังเคราะห์เคมี, การหมัก, การกระจกกระจกและการพอลิมเมอเรซ

1หลักการผสมผสานแกนและกลไกหมุน

·** จํานวนพลังงานและพลังงานเข้า:**จํานวนพลังงานไร้มิติ (Np) ระบุประสิทธิภาพของการถ่ายทอดพลังงานของมอเตอร์ไปยังการเคลื่อนไหวของเหลว: เครื่องเรือนเรือน Rushton มี Np = 5.0 (การตัดสูง, การกระจายก๊าซ)ทูไบน์มีใบคล้องมี Np = 1.3-1.5 (การไหลผ่านแกน, การผสมผสาน) และไฮโดรโฟลล์มี Np = 0.3 (การตัดต่ํา, การไหลผ่านสูง); พลังมอเตอร์ที่จําเป็นคือ P = Np * rho * N ^ 3 * D ^ 5, โดยทั่วไป 0.1-2.0 kW ต่อก้อนเมตร สําหรับการผสมผสานความแรงปานกลาง.

·**เวลาผสมและการหมุนเวียน:**ช่วงเวลาในการผสม ช่วงเวลาในการบรรลุความเป็นเดียวกัน 95% ปกครองโดยความจุในการปั๊ม (Q = Nq * N * D ^ 3) และจํานวนการไหลเวียนที่จําเป็น (โดยทั่วไป 3-5)สําหรับการผสมผสานที่วุ่นวายในภาชนะที่สับสน, เวลาผสม t_blend = 5.4 * (D/T) ^(-2) * N ^(-1), ผลิต 5-30 วินาทีสําหรับการตั้งค่ามาตรฐานที่ N = 100-300 rpm.

·**การแขวนขวางแบบแข็ง (ความเร็วในการแขวนขวางเฉพาะ):สําหรับปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับสารกระตุ้นที่แข็งแรงหรือการกระจกกระจก ความเร็วที่เพิ่งแขวน (Njs) คือความเร็วต่ําสุดของหมุนที่ยกของแข็งทั้งหมดออกจากพื้นของภาชนะคํานวณตามความสัมพันธ์ของ Zwietering Njs = S * nu ^ 0.1 * d_p^0.2 * (g*delta_rho/rho) ^0.45 * D^(-0.85) โดย S เป็นค่าคงที่ที่ขึ้นอยู่กับกณิตศาสตร์ (โดยทั่วไป 4-10) โดยให้ความสัมพันธ์ของเหลวกับของแข็งสมบูรณ์แบบเพื่อการปฏิกิริยาเป็นแบบเดียวกัน

2ประเภทของเครื่องขับเคลื่อนหลักและการใช้งานของพวกเขา

·** รัชตัน ดิสก์ ทูบไบน์ (Radial Flow):**หกใบเรียบบนดิสก์ฮับผลิตการไหล radial ตรงกับแกน; เครื่องขับแบบมาตรฐานสําหรับการกระจายก๊าซ-เหลว (การหมักHydrogenation) เนื่องจากความสามารถในการสร้างช่องก๊าซที่กําหนดดีอยู่เบื้องหลังแต่ละใบ, การบรรลุค่า kLa ของ 0.05-0.5 s ^ -1 ในอัตราการก๊าซของ 0.5-2.0 vvm; Np = 5.0, ดีที่สุดที่ D/T = 1/3.

·**ทัวร์บีนปิชต์บลัด (Axial Flow):**มีใบมีดสี่หรือหกใบ ที่มักจะสั่นที่ 45 องศา เพื่อสร้างการไหลเวียนจากบนไปล่าง เหมาะสําหรับการผสมผสานของเหลวและการขยายการถ่ายทอดความร้อนในความแน่นต่ําถึงปานกลาง (1-5, 000 cP) ระบบ; Np = 1.3-15, จํานวนการไหล Nq = 0.7-0.8, โดยมีเวลาผสม 10-60 วินาทีในภาชนะที่สับสนมาตรฐาน

·**สลิปริบอน / แอนเกอร์ (ปิด-การปลด):**เครื่องผลักดันที่มีระยะหว่างผนังขั้นต่ํา (2-10 มม.) ใช้ในการผสมผสานความแน่นสูง (5,000-500,000 cP) ในการพอลิมเมอเรชั่น, การแปรรูปธาตุและพาสต์การออกแบบที่มีความใกล้ชิดให้ความมั่นใจว่าของเหลวทั้งหมดจะถูกล้างออกจากผนัง, ป้องกันจุดร้อนและความเสื่อมของความร้อน, ด้วย Np = 20-100 และจํานวนเรย์โนลด์ต่ํากว่า 100 (ระบบลามินาร์)

ประเภทของเครื่องผลักดัน การเปรียบเทียบเมทริกซ์

คําถามที่พบบ่อย (FAQ)

คําถาม: ปฏิบัติการหลักของโรงงานปฏิกิริยาผสม คืออะไร?

A: ระบบปฏิกิริยาผสม ใช้หมุนหมุนเพื่อนําพลังงานกลเข้าไปในของเหลว เพื่อให้เกิดการผสมผสานแบบเรียบร้อย การกระจายก๊าซ-เหลว การแขวนเหลว หรือการเพิ่มการถ่ายส่งความร้อนให้ความร้อน, มูลนิธิ, และการกระจายระยะยังคงเป็นแบบเดียวกันทั่วผสมปฏิกิริยา

Q: วิธีการเลือกชนิดหมุนที่ถูกต้อง?

A: การเลือกตัวขับเคลื่อนขึ้นอยู่กับความแน่นของเหลว, เป้าหมายการผสม (ผสมกับการกระจายก๊าซกับการแขวนคล้องของเหลว) และจีโอเมตรีของภาชนะ: รัสตันทูไบน์สําหรับก๊าซ-เหลว,มีใบมีดทับสําหรับการผสมผสานทั่วไปและการแขวน, และความคลุมคลุม (แอนเกอร์, หนังสลัด) สําหรับของเหลว viscous มากกว่า 5,000 cP; จํานวนกําลัง (Np) และจํานวนการไหล (Nq) จํานวนการทํางานของแต่ละ impeller

ถาม: ความเร็วที่แขวนอยู่ตรงไหน และมันสําคัญอย่างไร?

A: ความเร็วเพียงแค่แขวน (Njs) คือความเร็วของหมุนยนต์ขั้นต่ําที่ยกของแข็งทั้งหมดออกจากด้านล่างของภาชนะ; การทํางานต่ํากว่า Njs ทําให้ของแข็งหยุดยั้ง, ลดอัตราปฏิกิริยาและทําให้จุดร้อนในท้องถิ่น,ขณะที่ทํางานสูงกว่าพลังงานของ Njs ราคากลางการออกแบบระบุ 1.1-1.2x Njs สําหรับการผสมผสานของเหลวและแข็งอย่างมีประสิทธิภาพ

Q: การคํานวณพลังการผสมผสานสําหรับการปรับขนาดอย่างไร?

A: สําหรับภาชนะที่คล้ายกันทางกณิตศาสตร์ ระดับพลังงานการผสม P สัดส่วนกับ N ^ 3 * D ^ 5 (คงที่ Np ในภาวะความวุ่นวาย); สําหรับการปรับขนาดที่กําลังคงที่ต่อปริมาณ (P / V),ความสัมพันธ์ของความเร็วหมุนคือ (D_large/D_small) ^ ((-2/3), รับประกันความเข้มข้นในการผสมที่เท่าเทียมกัน จากห้องทดลองไปยังขนาดการผลิต