(1)加人到不銹鋼反應(yīng)釜中的物料能很快且良好地分散到反應(yīng)釜中的整個(gè)物料之中。
(2)反應(yīng)釜中的物料混合要充分,沒有死角,一處的濃度均應(yīng)相等。對于某些快速復(fù)雜反應(yīng),可以防止局部濃度過高,使副反應(yīng)增加,從而導(dǎo)致選擇性降低。
(3)不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)物料側(cè)的給熱系數(shù)要求足夠大,從而使反應(yīng)熱可以及時(shí)移出或使反應(yīng)需要的熱量及時(shí)傳人。
(4)如果反應(yīng)受傳質(zhì)速率的控制,通過攪拌的作用可以使傳質(zhì)速率達(dá)到合適的數(shù)值。
2攪拌的混合機(jī)理攪拌器之所以能起到液液、氣液、固液分散等攪拌效果,主要在于攪拌器的混合作用。
剪切作用。在這種剪切應(yīng)力的作用下,靜止或低速運(yùn)動(dòng)的液體也跟著以很高的速度運(yùn)動(dòng)起來,從而帶動(dòng)所有液體在設(shè)備范圍內(nèi)流動(dòng)。這種設(shè)備范圍內(nèi)的循環(huán)流動(dòng)稱為“宏觀流動(dòng)”。由此造成的設(shè)備范圍內(nèi)的擴(kuò)散混合作用稱為“主體對流擴(kuò)散”。在產(chǎn)生宏觀流動(dòng)的同時(shí),處于高速液流和靜止或低速液流界面的液體,由于受到強(qiáng)烈的剪切作用,被卷起而形成漩渦。這些高速旋轉(zhuǎn)的漩渦又對它周圍的液體造成強(qiáng)烈的剪切作用,從而產(chǎn)生更多的漩渦。眾多的漩渦一方面把更多的液體挾帶到作宏觀流動(dòng)的主體液流中去,同時(shí)形成局部范圍內(nèi)液體快速而紊亂的對流運(yùn)動(dòng),即局部的湍流流動(dòng)。這種局部范圍內(nèi)的漩渦運(yùn)動(dòng)稱為“微觀流動(dòng)”。由此造成的局部范圍內(nèi)的擴(kuò)散混合作用稱為“渦流對流擴(kuò)散”。
攪拌設(shè)備里不僅存在渦流對流擴(kuò)散和主體對流擴(kuò)散,還存在分子擴(kuò)散,其強(qiáng)弱程度依次減小。實(shí)際的混合作用是上述三種擴(kuò)散作用的綜合。但從混合的范圍和混合的均勻程度來看,三種擴(kuò)散作用對實(shí)際混合過程的貢獻(xiàn)是不同的。主體對流擴(kuò)散只能把物料破碎分裂成“微團(tuán)”,并把這些微團(tuán)在設(shè)備范圍內(nèi)分布均勻。而通過微團(tuán)之間的渦流對流擴(kuò)散,可以把微團(tuán)的尺寸降低到漩渦本身的大小。攪拌越劇烈,渦流運(yùn)動(dòng)就越強(qiáng)烈,湍流程度就越大,分散程度就越高,即漩渦的尺寸越小。在通常的攪拌條件下,漩渦的尺寸為幾十微米。然而,這種的漩渦也比分子大得多。因此,主體對流擴(kuò)散和渦流對流擴(kuò)散都不能達(dá)到分子水平上的完全均勻混合。分子水平上的完全均勻混合只有通過分子擴(kuò)散才能達(dá)到。我們把在設(shè)備范圍內(nèi)呈微團(tuán)均勻分布的混合過程稱作“宏觀混合”,把達(dá)到分子規(guī)模分布均勻的混合稱作“微觀混合”??梢姡黧w對流擴(kuò)散和渦流對流擴(kuò)散只能進(jìn)行宏觀混合,只有分子擴(kuò)散才能進(jìn)行微觀混合。但是,漩渦運(yùn)動(dòng)不斷更新微團(tuán)的表面,大大增加分子擴(kuò)散的表面積,減小了分子擴(kuò)散的距離。因此,提高了微觀混合速率。
不同的不銹鋼反應(yīng)釜攪拌過程對宏觀混合和微觀混合的要求是不同的。對于某些化學(xué)反應(yīng)過程要求達(dá)到微觀混合,否則就不可避免地發(fā)生反應(yīng)物的局部濃集,其后果是對主反應(yīng)不利,收率下降。對于液液分散或固液分散,不存在相間的分子擴(kuò)散,只能達(dá)到宏觀混合,并依靠漩渦的湍流運(yùn)動(dòng)減小微團(tuán)的尺寸。而對于均相液體的混合,由于分子擴(kuò)散速率很快,混合速率受宏觀混合控制,應(yīng)設(shè)法提高宏觀混合速率。
(2)反應(yīng)釜中的物料混合要充分,沒有死角,一處的濃度均應(yīng)相等。對于某些快速復(fù)雜反應(yīng),可以防止局部濃度過高,使副反應(yīng)增加,從而導(dǎo)致選擇性降低。
(3)不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)物料側(cè)的給熱系數(shù)要求足夠大,從而使反應(yīng)熱可以及時(shí)移出或使反應(yīng)需要的熱量及時(shí)傳人。
(4)如果反應(yīng)受傳質(zhì)速率的控制,通過攪拌的作用可以使傳質(zhì)速率達(dá)到合適的數(shù)值。
2攪拌的混合機(jī)理攪拌器之所以能起到液液、氣液、固液分散等攪拌效果,主要在于攪拌器的混合作用。
剪切作用。在這種剪切應(yīng)力的作用下,靜止或低速運(yùn)動(dòng)的液體也跟著以很高的速度運(yùn)動(dòng)起來,從而帶動(dòng)所有液體在設(shè)備范圍內(nèi)流動(dòng)。這種設(shè)備范圍內(nèi)的循環(huán)流動(dòng)稱為“宏觀流動(dòng)”。由此造成的設(shè)備范圍內(nèi)的擴(kuò)散混合作用稱為“主體對流擴(kuò)散”。在產(chǎn)生宏觀流動(dòng)的同時(shí),處于高速液流和靜止或低速液流界面的液體,由于受到強(qiáng)烈的剪切作用,被卷起而形成漩渦。這些高速旋轉(zhuǎn)的漩渦又對它周圍的液體造成強(qiáng)烈的剪切作用,從而產(chǎn)生更多的漩渦。眾多的漩渦一方面把更多的液體挾帶到作宏觀流動(dòng)的主體液流中去,同時(shí)形成局部范圍內(nèi)液體快速而紊亂的對流運(yùn)動(dòng),即局部的湍流流動(dòng)。這種局部范圍內(nèi)的漩渦運(yùn)動(dòng)稱為“微觀流動(dòng)”。由此造成的局部范圍內(nèi)的擴(kuò)散混合作用稱為“渦流對流擴(kuò)散”。
攪拌設(shè)備里不僅存在渦流對流擴(kuò)散和主體對流擴(kuò)散,還存在分子擴(kuò)散,其強(qiáng)弱程度依次減小。實(shí)際的混合作用是上述三種擴(kuò)散作用的綜合。但從混合的范圍和混合的均勻程度來看,三種擴(kuò)散作用對實(shí)際混合過程的貢獻(xiàn)是不同的。主體對流擴(kuò)散只能把物料破碎分裂成“微團(tuán)”,并把這些微團(tuán)在設(shè)備范圍內(nèi)分布均勻。而通過微團(tuán)之間的渦流對流擴(kuò)散,可以把微團(tuán)的尺寸降低到漩渦本身的大小。攪拌越劇烈,渦流運(yùn)動(dòng)就越強(qiáng)烈,湍流程度就越大,分散程度就越高,即漩渦的尺寸越小。在通常的攪拌條件下,漩渦的尺寸為幾十微米。然而,這種的漩渦也比分子大得多。因此,主體對流擴(kuò)散和渦流對流擴(kuò)散都不能達(dá)到分子水平上的完全均勻混合。分子水平上的完全均勻混合只有通過分子擴(kuò)散才能達(dá)到。我們把在設(shè)備范圍內(nèi)呈微團(tuán)均勻分布的混合過程稱作“宏觀混合”,把達(dá)到分子規(guī)模分布均勻的混合稱作“微觀混合”??梢姡黧w對流擴(kuò)散和渦流對流擴(kuò)散只能進(jìn)行宏觀混合,只有分子擴(kuò)散才能進(jìn)行微觀混合。但是,漩渦運(yùn)動(dòng)不斷更新微團(tuán)的表面,大大增加分子擴(kuò)散的表面積,減小了分子擴(kuò)散的距離。因此,提高了微觀混合速率。
不同的不銹鋼反應(yīng)釜攪拌過程對宏觀混合和微觀混合的要求是不同的。對于某些化學(xué)反應(yīng)過程要求達(dá)到微觀混合,否則就不可避免地發(fā)生反應(yīng)物的局部濃集,其后果是對主反應(yīng)不利,收率下降。對于液液分散或固液分散,不存在相間的分子擴(kuò)散,只能達(dá)到宏觀混合,并依靠漩渦的湍流運(yùn)動(dòng)減小微團(tuán)的尺寸。而對于均相液體的混合,由于分子擴(kuò)散速率很快,混合速率受宏觀混合控制,應(yīng)設(shè)法提高宏觀混合速率。
本文網(wǎng)址:http://tbnojpo.cn/news_view_374_159.html