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反應釜的攪拌槳功能是什么?攪拌器又稱攪拌槳或攪拌葉輪,如果反應釜是鍋,那攪拌就是筷子、鍋鏟,翻轉騰挪(傳質、傳熱),攪拌槳是反應釜的關鍵部件,主要作用是提供反應過程所需要的能量和適宜的流動狀態,于強化傳質傳熱和傳質效果、提高反應速率。
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到分子規模的均勻程度。這種均相混合,可以內部攪拌,也可以外部搖晃攪拌(比如均相反應器)。
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,另一相為連續相。在釜內的高轉速攪拌下,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,反應時需要把固體顆粒催化劑懸浮于液體當中,才能讓反應充分的進行。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:當反應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,以促進固體溶解。
6. 強化傳熱:有些反應(物理反應或者化學反應)對傳熱有很高的要求,需要消除釜內的溫度差,或提高釜內壁的傳熱系數,攪拌可以達到上述強化傳熱的要求。
7. 控制傳熱速率:如果反應受傳熱速率的控制,可通過攪拌的作用使傳質速率達到合適的數值。
攪拌的要求:
1. 使加到反應釜中的物料能很快且良好地分散到反應釜中的整個物料之中。
2. 反應釜中的物料混合要充分,沒有死角,任何一處的濃度均應相等。對于某些快速的復雜反應,可以防止局部濃度過高,使副反應增加,從而導致選擇性降低。
3. 反應釜內物料側的傳熱系數足夠大,從而使反應熱可以及時移出或者反應需要的熱量及時傳入。
(實驗室反應釜示意圖) (反應攪拌槳葉)