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反应釜的搅拌桨功能是什么?搅拌器又称搅拌桨或搅拌叶轮,如果反应釜是锅,那搅拌就是筷子、锅铲,翻转腾挪(传质、传热),搅拌桨是反应釜的关键部件,主要作用是提供反应过程所需要的能量和适宜的流动状态,于强化传质传热和传质效果、提高反应速率。
搅拌的目的可以分以下几种:
1. 均相的液体混合,通过搅拌使釜中的两种或者两种以上的互溶液体达到分子规模的均匀程度。这种均相混合,可以内部搅拌,也可以外部摇晃搅拌(比如均相反应器)。
2. 液液分散:把不相溶或者相溶速度比较慢的两种液体混合起来,使其中的一相液体以微小的液滴均匀分散到另一种液相中。被分散的为分散相,另一相为连续相。在釜内的高转速搅拌下,分散相的液体被分散的液滴越小,两相接触面积越大。
3. 气液相分散,在气液接触过程中,搅拌器把大气泡打碎成微小气泡并使之均匀分散到整个液相中(气体分布器+高速搅拌桨),以增大气液接触面积。
4. 固液分散:即让固体颗粒悬浮于液体中,比如硝基物的液相加氢还原反应,反应时需要把固体颗粒催化剂悬浮于液体当中,才能让反应充分的进行。通常也可以用碎粒机,把催化剂颗粒的粒径变成微米、纳米,以增加接触面。这也是一种处理方式。
5. 固体溶解:当反应物之一为固体并且溶于液体时,固体颗粒需要悬浮于液体之中。搅拌可以加强固液间的传质,以促进固体溶解。
6. 强化传热:有些反应(物理反应或者化学反应)对传热有很高的要求,需要消除釜内的温度差,或提高釜内壁的传热系数,搅拌可以达到上述强化传热的要求。
7. 控制传热速率:如果反应受传热速率的控制,可通过搅拌的作用使传质速率达到合适的数值。
搅拌的要求:
1. 使加到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。对于某些快速的复杂反应,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. 反应釜内物料侧的传热系数足够大,从而使反应热可以及时移出或者反应需要的热量及时传入。
(实验室反应釜示意图) (反应搅拌桨叶)