搅拌器在化工单元设备中的选用
化工基础第六章工业反应器
第6章工业化学反应过程及反应器
6.1 概述
1．工业化学反应过程的特征
在化工生产中，大部分都包含化学反应，而化学反应有关的工序的设计问题，都是属于化学反应工程学的问题。
化学反应工程的概念是在1957年第一次欧洲化学反应工程会议上首先提出的。六十多年来，化学反应工程得到了迅速的发展，逐步形成了一门独立的学科，成为化学工程的一个分支。化学反应工程学，它是以工业反应器为主要对象，研究工业规模的化学反应过程和设备的共性规律的一门学科。
大家知道，化工产品的生产都涉及到化学反应工程，然而化学反应过程，特别是在工业规模下进行的化学反应过程，其影响因素是错综复杂的，它不仅受化学热力学和化学动力学的制约，还与化学反应器的类型、结构和尺寸有很大的关系。
实践证明，同一化学反应在实验室或小规模进行时可以达到相对比较高的转化率或产率，但放大到工业反应器中进行时，维持相同反应条件，所得转化率却往往低于实验室结果，其原因有以下几方面：
①大规模生产条件下，反应物系的混合不可能像实验室那么均匀。
②生产规模下，反应条件不能像实验室中那么容易控制，体系内温度和浓度并非均匀。
③生产条件下，反应体系多维持在连续流动状态，反应器的构型以及器内流动状况、流动条件对反应过程有极大的影响。工业反应器内存在一个停留时间分布。
工业反应器中实际进行的过程不但包括化学反应，还伴随有各种物理过
程，如热量的传递、物质的流动、混合和传递等，这些传递过程显著地影响着反应的最终结果，这就是工业规模下的反应过程。
2．化学反应工程学的任务和研究方法
化学反应工程学研究生产规模下的化学反应过程和设备内的传递规律，它应用化学热力学和动力学知识，结合流体流动、传热、传质等传递现象，进行工业反应过程的分析、反应器的选择和设计及反应技术的开发，并研究最佳的反应操作条件，以实现反应过程的优化操作和控制。①改进和强化现有的反应技术和设备，挖掘潜力②开发新的技术和设备。③指导和解决反应过程开发中的放大问题。④实现反应过程的最优化。⑤不断发展反应工程学的理论和方法。
化工行业搅拌机标准
化工行业搅拌机标准
化工行业搅拌机标准
搅拌机是化工行业中常见的一种设备，广泛应用于液体和固体物料的混合、搅拌、溶解、乳化等工艺过程中。为了确保搅拌机的安全性、可靠性和性能稳定性，化工行业对搅拌机的标准进行了严格规定。下面将介绍一些常见的化工行业搅拌机标准。
1. 设备设计标准
化工行业搅拌机的设计应符合相关的国家标准和行业规范，如《化工设备安全技术规范》、《搅拌机通用技术条件》等。设计时应考虑到搅拌机的使用环境、工艺要求和安全性能，合理选择材料、结构和动力装置，确保设备的可靠性和稳定性。
2. 安全防护标准
化工行业搅拌机的安全防护应符合相关的国家标准和行业规范，如《化工设备安全操作规程》、《搅拌机安全技术规范》等。在使用过程中，应设置完善的安全防护装置，如防护罩、限位开关、紧急停机装置等，确保操作人员的人身安全。
3. 性能要求标准
化工行业搅拌机的性能要求应符合相关的国家标准和行业规范，如《搅拌机性能试验方法》、《搅拌机技术条件》等。性能要求包括搅拌机的转速范围、搅拌功率、搅拌效果等指标，确保设备能够满足工艺要求。
4. 操作维护标准
化工行业搅拌机的操作维护应符合相关的国家标准和行业规范，如《搅拌机使用与维护规程》、《搅拌机维护保养技术规范》等。操作人员应接受专业培训，熟悉设备的使用方法和操作流程，定期对设备进行检查、清洁和维护，确保设备的正常运行。
5. 质量检验标准
化工行业搅拌机的质量检验应符合相关的国家标准和行业规范，如《搅拌机质量检验方法》、《搅拌机质量检验规范》等。质量检验包括外观检查、功能检测、性能测试等项目，确保设备的质量符合要求。
化工单元操作练习题含答案
化工单元操作练习题含答案
一、单选题（共50题，每题1分，共50分）
1、属于物理爆炸的是（）
A、面粉
B、硝基化合物
C、爆胎
D、氯酸钾
正确答案：C
2、蒸馏分离的依据是混合物中各组分的( )不同。
A、温度
B、浓度
C、挥发度
D、溶解度
正确答案：C
3、化合物①乙醇、②碳酸、③水、④苯酚的酸性由强到弱的顺序是( )
A、①②③④
B、②③①④
C、④③②①
D、②④③①
正确答案：D
4、下列不是填料特性的是( )。
A、填料密度
B、比表面积
C、填料因子
D、空隙率
正确答案：A
5、降低精馏塔的操作压力，可以（）。
A、降低操作温度，改善传热效果
B、提高生产能力，降低分离效果
C、降低生产能力，降低传热效果
D、降低操作温度，改善分离效果
正确答案：D
6、有关灵敏板的叙述，正确的是 ( )。
A、是操作条件变化时，塔内温度变化最大的那块板
B、板上温度升高，反应塔顶产品组成下降
C、板上温度变化，物料组成不一定都变
D、板上温度升高，反应塔底产品组成增大
正确答案：A
7、下列说法正确的是（）。
A、滤浆黏性越小过滤速度越快
B、滤浆黏性越大过滤速度越快
C、滤浆中悬浮颗粒越大过滤速度越快
D、滤浆中悬浮颗粒越小，过滤速度越快
正确答案：A
8、既能跟盐酸，又能跟氢氧化钠反应，产生氢气的物质是( )
A、铜
B、氧化铝
C、铝
D、铁
正确答案：C
9、工业上噪声的个人防护采用的措施为：（）
A、吸声装置
B、消声装置
C、佩戴个人防护用品
D、隔声装置
正确答案：C
10、环境中多种毒物会对人体产生联合作用。哪一种不属于联合作用。（）
A、撷抗作用
B、相减作用
C、相加作用
反应器搅拌器的用途
反应器搅拌器的用途
反应器搅拌器是一种在化工、制药、食品等领域中常见的设备，主要用于对反应物进行搅拌和混合。其主要用途包括：
1. 反应物均匀混合：搅拌器能够将反应物中的固体、液体或气体混合均匀，使其达到理想的反应条件。这对于控制反应速率、提高反应效率和产物纯度都非常重要。
2. 促进反应速率：通过搅拌和混合，反应物的接触面积增大，扩散速率加快，从而加快反应速率。这对于需要快速完成的反应非常重要，比如快速中和反应等。
3. 改善热传递：搅拌器可以改善反应器内的温度分布，促进热量的传递和均匀分布。这对于控制反应温度、避免过热或局部冷却等都至关重要。
4. 防止物料沉降和悬浮：一些反应物可能会存在沉降、悬浮或沉淀的倾向，搅拌器可以有效地防止物料的沉降和悬浮，保持反应物料的均匀性。
5. 排除质量梯度：在某些情况下，反应物料可能存在质量梯度，例如浓度变化、固体颗粒大小分布等。搅拌器能够减小或排除质量梯度，使得反应获得更加一致的产物。
总而言之，反应器搅拌器在化工生产中扮演着非常重要的角色，通过搅拌和混合，它能够实现反应物料的均匀性、速率控制和温度分布的改善，提高反应效率和产物质量。
化工单元操作
热交换器的类型与工作原理
热交换器类型
热交换器的选用
管壳式换热器、板式换热器、热管换 热器等。
根据工艺要求、流体性质、传热负荷 等因素，选择合适的热交换器类型及 规格。
工作原理
通过间壁或直接接触的方式，使热量 从高温流体传递给低温流体，达到加 热或冷却的目的。
04
混合与分离
混合原理及设备
混合原理
压缩机类型
根据工作原理和结构特点，压缩机可分为容积型和速度型两大类。容积型压缩机包括往复 式、回转式等；速度型压缩机包括轴流式、离心式等。
容积型压缩机工作原理
通过改变工作腔的容积来压缩气体，使气体压力升高。如往复式压缩机通过活塞在气缸内 往复运动来改变工作腔容积；回转式压缩机通过转子在气缸内旋转来改变工作腔容积。
速度型压缩机工作原理
通过高速旋转的叶轮对气体做功，使气体获得动能和静压能，从而实现气体的压缩。如轴 流式压缩机通过高速旋转的叶轮对气体进行轴向压缩；离心式压缩机通过高速旋转的叶轮 对气体进行径向压缩。
真空泵的类型与工作原理
真空泵类型
根据工作原理和结构特点，真空泵可分为容积型和速度型两大类。容积型真空泵包括往复式、回转式等；速度型真空 泵包括喷射式、水环式等。
萃取、蒸馏等分离技术
01
萃取
萃取是利用溶质在两种互不相溶的溶剂中溶解度不同的原 理，将溶质从一种溶剂转移到另一种溶剂中的过程。常见 的萃取技术包括液-液萃取、固-液萃取等。
化工单元操作与安全技术
２ １ 加 热 ．
程， 如石油裂解用的裂解炉 、 氨合成用的合成塔 、 高分子聚合用
的反应釜等 ， 由于化学反应性质 的不 同， 反应 器的差别很大 ； 另
一
类是以物理变化为主 ， 通常是 利用操作设备（ 或机械 ） 成的 完
过程 ， 如化肥 、 染料生产和制糖 、 制药都要用到 的流体输 送 、 传
同是 降温过程 ， 物料不发生相变称为冷却 ， 发生 了相变 即
从气体变成液体称为冷凝。化工 冷却介质多采用空气或水 ， 冷
作， 蒸馏 、 有： 吸收 、 干燥、 吸附、 萃取、 结晶 、 膜分离等 。 所 以。 各种化工过程 ， 都是 由相应 的化学反应过程 与上述 化工单元操作过程组合而成 ， 习惯上称之为“ 三传一反” 。
在不 同的化工 过程 中 ， 同类设备 因其工作原理 、 操作要求相 同
可 以通 用 。
化学工业是通过化学方法将原料转变为产品的工业。 化工 产品的生产过程简称化工 过程 ，它是将原料 进行加工处理 。 使 其物理 、 化学性质均发生变化 ， 从而获得产品的过程。就化工过
程而言 ， 不论其生产规模大小、 生产过程复杂与否 ， 不外乎包含
热、 结晶、 干燥等操作——每一个操作 过程 ， 因其操作原理相同 ，
用在不同的生产场合 ， 备都具有通用性 ， 设 这一类操作称为单元
搅拌器选型
工业搅拌与混合技术进展
虞培清，周国忠
（浙江长城减速机有限公司，温州325028）
摘要：工业搅拌与混合技术在近些年来取得了很大的发展，本文综述了这方面的进展情况。重点
对新型搅拌与混合设备的开发、流场测试与计算流体力学以及搅拌设备选型与设计软件四个方面
进行了综述与评价，并就国内的研究现状进行了简单概述。
关键词：搅拌，混合，搅拌器，流场测速，计算流体力学（CFD），专家系统
搅拌与混合是化学、制药、食品、环保等工业中最常见的关键单元操作之一。比如，一个合成纤维厂中，作为核心设备的聚合反应器仅两台，而与之配套的配料槽、溶解槽、稀释槽、缓冲槽等辅助搅拌设备则多达30台。在高分子材料生产中，作为核心设备的聚合反应器85％是搅拌设备。在制药发酵生产过程中，从种子培养到关键的发酵过程，几乎全部是搅拌设备。
鉴于搅拌设备的广泛应用，随着近年来工业技术的发展，流体混合技术在上世纪60到80年代期间得到了迅猛发展,其重点主要是对于常规搅拌桨在低粘和高粘非牛顿均相体系、固液悬浮和气液分散等非均相体系中的搅拌功耗、混合时间等宏观量进行实验研究。长期以来,虽然有大量设计经验和关联式可用于分析和预测混合体系,但将搅拌反应器从实验室规模直接放大到工业规模,仍是十分危险的,至今仍然需要通过逐级放大来达到搅拌设备所要求的传质、传热和混合。这种方法不但耗费巨额的资金和大量的人力物力,而且设计周期很长。据统计，在工业高度发达的美国，化学工业由于搅拌反应器设计不合理所造成的损失每年约为10—100亿美元。
因此，从更微观更本质的角度,例如采用先进的测试手段和建立合理的数学模型,获取搅拌槽中的速度场、温度场和浓度场,不仅对开发新型搅拌设备，而且对搅拌设备的优化设计具有十分重要的经济意义,对放大和混合的基础研究具有现实的理论意义。近些年来,工业搅拌与混合设备的一些新进展主要集中在以下几个方面。
化工单元操作教程
化工单元操作教程
1. 简介
化工单元是化工生产过程中的基本操作单元，用于实现化学反应、分离、提纯、浓缩、干燥等工艺过程。本教程将介绍化工单元的基本操作流程、注意事项和常见问题解决方法，帮助初学者快速掌握化工单元操作技巧。
2. 操作流程
2.1. 准备工作
在进行化工单元操作前，需要做好以下准备工作：
•确认操作对象：确定要操作的化工单元以及操作装置的类型和规格。
•安全检查：检查化工单元的操作装置和周围环境是否存在安全隐患，保证操作过程的安全性。
•准备操作材料：准备所需的原料、试剂、溶剂等。
•准备操作工具：准备所需的操作工具，如称量器、搅拌器、温度计等。
2.2. 操作步骤
根据不同的化工单元和工艺要求，具体的操作步骤可能会有所不同。下面以常
见的化工单元操作（如反应釜、蒸馏塔）为例，介绍一般的操作步骤：
2.2.1. 反应釜操作步骤
1.将反应釜连接至供电源，确保电源正常。
2.打开排气阀，排除可能存在的空气。
3.检查反应釜的密封情况，确保密封处无渗漏。
4.将所需原料按照配比放入反应釜中。
5.根据反应条件要求调节温度、压力等参数。
6.打开搅拌器，开始搅拌。
7.启动加热或冷却系统，控制温度。
8.监测反应过程中的温度、压力等关键参数，保证操作过程的安全性和
效果。
2.2.2. 蒸馏塔操作步骤
1.将蒸馏塔与加热系统、冷却系统等连接。
2.检查蒸馏塔的密封情况，确保密封处无渗漏。
3.将所需混合物或溶液注入蒸馏塔的料仓。
4.启动加热系统，控制加热功率。
5.启动冷却系统，控制冷却水流量和温度。
6.随着温度的升高，观察混合物的沸腾情况，并根据情况调节加热功率。
化工操作单元设备课程设计参考书
化工操作单元设备课程设计参考书
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反应釜搅拌器选型指南
搅拌器的选型
搅拌器是反应釜的重要组成部分，是一种广泛应用的操作单元，它的复杂性在于它的原理要涉及流体力学、传热、传质和化学反应等多种过程。
一、搅拌器在化工生产中的用途
化工生产的各种工艺过程涉及到各种不同特性的物料，各种不同的搅拌目的，所选的搅拌器不同，工艺过程种类多，搅拌的用途也多。
1、液体的互溶
两种或多种液体的互溶、混合，但是均相液体的搅拌又应区分均相液体混合物中是否发生化学反应，对于没有化学反应的情况，通常称为互溶液体的调和或调匀。对于两种或数种互溶液体间存在化学反应的情形，为了加速反应或使反应完全，也应进行搅拌。
2、互不相容液体的分散
这种操作目的是互不相溶的液体相互接触，相互充分分散，以有利于传质或换学反应，或制备悬浊液和乳化液。搅拌的作用是使液滴细化，增大相对接触面积。
3、气液相的接触
这种搅拌使气体成为细微气泡，在液相中均匀分散，形成稳定的分散质，或增强液体吸收气体，或加快气液相发展化学反应等。
4、固液相的分散
顾叶祥的搅拌用途较广，有时是制备均匀悬浮液，有时是固体的溶解，有时是固液相间发生化学反应，有时是固相在液体中洗涤，有时是从饱和液体中析出晶体等。
5、加强传热
有些液体反应的时候需要加热或者冷却，通过搅拌提高液体的传热速度或者使液体的温度更均匀。
二、搅拌器的形式
搅拌过程对搅拌器的要求各有不同，搅拌过程的情况千差万别，使搅拌器的形式也多种多样，下面是几种常用的搅拌器：
1、推进式搅拌器
推进式搅拌器常用整体铸造，加工方便，
结构类似于轮船的螺旋推进器，常有三片桨叶
组成。
推进式搅拌器直径取反应釜内经的1/4～
第12章 搅拌设备
釜体设计
1、反应釜的釜体尺寸
反应釜的釜体是由封头和筒体组成，下封头与筒 体一般为焊接，上封头与筒体也常用焊接，但在 筒体Di＜1500mm的场合多做成法兰联接。 筒体的直径和高度是釜体设计的基本尺寸。工艺 条件通常给出设备容积或操作容积，有时也给出 筒体内径，或者筒体高度和筒体内径之比(称为 长径比)。工艺设计给定的容积，对直立式搅拌 容器通常是指筒体和下封头两部分容积之和；对 卧式搅拌容器则指筒体和左右两封头容积之和。
搅拌器的径向、轴向和混合流型的图谱 如下：
按搅拌器结构可分为
平叶 折叶
桨式、涡轮式、框式和锚式的桨叶都有平叶和折叶两种结 构；
推进式、螺杆式和螺带式的桨叶为螺旋面叶。
流型
搅拌器的流型与搅拌效果、搅拌功率
的关系十分密切。搅拌器的改进和新 型搅拌器的开发往往从流型着手。搅 拌容器内的流型取决于搅拌器的形式、 搅拌容器和内构件几何特征，以及流 体性质、搅拌器转速等因素。对于搅 拌机顶插式中心安装的立式圆筒，有 三种基本流型。
(1)
径向流
流体的流动方 向垂直于搅拌轴， 沿径向流动，碰 到容器壁面分成 两股流体分别向 上、向下流动， 再回到叶端，不 穿过叶片，形成 上、下两个循环 流动。
12.2 搅拌釜式反应器 机械设计的步骤和内容
化工单元生产工艺
化工单元生产工艺
化工单元生产工艺是指将化工原料经过一系列的加工、反应、分离等工艺操作，最终得到所需的产品的过程。以下是一个化工单元生产工艺的700字简单示例：
化工单元生产工艺示例：制备乙酸丁酯
乙酸丁酯是一种广泛应用于涂料、塑料和医药等行业的有机化合物，下面将介绍它的生产工艺及相关步骤。
原料准备：乙酸、丁醇、硫酸
1. 反应装置准备：准备一套耐腐蚀的反应釜、搅拌器、加热装置和冷却装置等。
2. 原料加入：首先将适量的丁醇加入反应釜中，并通过搅拌器进行搅拌。然后将乙酸逐渐加入反应釜，并保持搅拌。
3. 反应控制：在反应釜中加入一定量的硫酸催化剂，并控制反应温度在适宜范围内。通常情况下，反应温度可在60-70°C之间进行。
4. 反应时间控制：根据不同反应物的浓度和反应条件，反应时间一般为2-4小时。
5. 催化剂去除：反应结束后，使用碱溶液中和反应釜中的残余硫酸催化剂，进一步去除其中的杂质。
6. 分离过程：将反应液通过分离器进行分离。由于乙酸丁酯的密度较大，可以通过重力分离将其和其他组分分离开。
7. 后处理：对分离出的乙酸丁酯进行洗涤、脱水、脱色等处理，以提高产品纯度。
8. 乙酸丁酯的收集和储存：将处理好的乙酸丁酯收集并储存在适当的容器中，以便后续使用或销售。
以上是制备乙酸丁酯的简要生产工艺示例。在实际生产中，还需要进行反应条件的优化、工艺参数的调整以及相关安全措施的采取，以确保产品质量和生产安全。此外，根据具体的工艺要求，还可以进行后续处理、纯化等工序，以获得更高纯度的乙酸丁酯产品。
化工装备行业四大类产品解析
化工装备行业四大类产品分析我国化工装备经过20多年的努力，取得重大技术研制成果。但同国外相比，我国化工装备还有不少差距，主要是化工生产技术进步与设备技术开发脱节，重大设备的软件技术开发差距较大：设备技术开发跟不上工艺技术发展的速度，重工艺、轻设备的现象存在；基本上停留在模仿开发的阶段，开发具有自主知识产权的专有技术的能力弱；设备开发还不能做到专业化、系列化；设备设计和制造水平、设备质量和可靠性还有待进一步提高。随着化工工艺的进步和发展，对化工装备提出了更高要求，必须加大装备的开发力度，掌握装备的核心技术，形成一批具有自主知识产权的装备，做到性能先进、质量可靠、高效节能、经济安全，才能满足化学工业的发展需求。
化工装备主要分为化工单元设备、化工非标专用设备、通用机械设备和仪器仪表四大类。各类发展情况如下：
1.化工单元设备
化工单元设备主要包括分离过滤设备、干燥蒸发设备、混合设备、搅拌设备、换热设备和挤压造粒设备等。
1.1分离过滤设备
过滤机：是利用多孔性过滤介质，截留液体与固体颗粒混合物中的固体颗粒，而实现固、液分离的设备。主要用于炼油厂进行油蜡分离的酮苯脱蜡转鼓真空过滤机和PTA装置真空转鼓过滤机。目前，转鼓真空过滤机国外正朝着大规格、高速率、高精度、
全自动方向发展。国内是从意大利EIMCO公司引进的设计、制造技术，经消化吸收和改进，形成了一整套加工、组对、焊接工艺。相比之下，主要差距在于对市场发展、产品需求认识不够，创新能力低，对引进技术精髓消化较差。离心机：离心分离机是利用离心力分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各组分的机械，又称离心机。主要有立式和卧式螺旋卸料沉降式离心机。国外离心机技术发展较快，而且实现了专业化和系列化；国内研制的El、式LWFl000一N型和LWFl050一N型离心机已分别用于7～10万吨/年高密度聚乙烯装置的悬浮液的分离，研制的LWl200x1980型离心机用于22.5万吨/年PTA浆液的脱水，离心机转鼓直径达到φ1200mm。但立式离心机还处于初步模仿阶段，与国外相比主要差距体现在设计技术、产品大型化和系列化上。
化工原理单元操作
化工原理单元操作
化工原理单元操作是化工实验室中的一项重要工作，能够培养学生有关化学及其实际操作的基本知识和技能。操作一般遵循如下步骤：
1、先要了解实验材料的特性和安全操作规范，以防受人身伤害或机械设备受损；
2、准备实验仪器，包括实验烧杯、称量秤、量筒、搅拌器等；
3、按标准配比准备实验调和剂，确认实验仪器的特性，规定使用的实验参数；
4、按照实验用药的步骤，进行实验仪器的装填及调整，完成实验准备工作；
5、实验中要按照操作步骤来进行，并加以有效的控制、观察、记录等；
6、实验结束后，清洗实验仪器，将其归原位；
7、整理实验记录，将实验报告及相关文档提交实验报告。
在化工原理单元操作中，安全实验、严格操作是基本要求，另外，还要注意实验环境的合理设计，使实验工作能够顺利进行，获得可靠的实验数据。同时，要特别注意细节，做到实验前的准备、实验中的操作、实验后的清理都规范清楚，提高实验效率，最终达到预期的结果。
搅拌器选型
工业搅拌与混合技术进展
虞培清，周国忠
（浙江长城减速机有限公司，温州325028）
摘要：工业搅拌与混合技术在近些年来取得了很大的发展，本文综述了这方面的进展情况。重点
对新型搅拌与混合设备的开发、流场测试与计算流体力学以及搅拌设备选型与设计软件四个方面
进行了综述与评价，并就国内的研究现状进行了简单概述。
关键词：搅拌，混合，搅拌器，流场测速，计算流体力学（CFD），专家系统
搅拌与混合是化学、制药、食品、环保等工业中最常见的关键单元操作之一。比如，一个合成纤维厂中，作为核心设备的聚合反应器仅两台，而与之配套的配料槽、溶解槽、稀释槽、缓冲槽等辅助搅拌设备则多达30台。在高分子材料生产中，作为核心设备的聚合反应器85％是搅拌设备。在制药发酵生产过程中，从种子培养到关键的发酵过程，几乎全部是搅拌设备。
鉴于搅拌设备的广泛应用，随着近年来工业技术的发展，流体混合技术在上世纪60到80年代期间得到了迅猛发展,其重点主要是对于常规搅拌桨在低粘和高粘非牛顿均相体系、固液悬浮和气液分散等非均相体系中的搅拌功耗、混合时间等宏观量进行实验研究。长期以来,虽然有大量设计经验和关联式可用于分析和预测混合体系,但将搅拌反应器从实验室规模直接放大到工业规模,仍是十分危险的,至今仍然需要通过逐级放大来达到搅拌设备所要求的传质、传热和混合。这种方法不但耗费巨额的资金和大量的人力物力,而且设计周期很长。据统计，在工业高度发达的美国，化学工业由于搅拌反应器设计不合理所造成的损失每年约为10—100亿美元。
因此，从更微观更本质的角度,例如采用先进的测试手段和建立合理的数学模型,获取搅拌槽中的速度场、温度场和浓度场,不仅对开发新型搅拌设备，而且对搅拌设备的优化设计具有十分重要的经济意义,对放大和混合的基础研究具有现实的理论意义。近些年来,工业搅拌与混合设备的一些新进展主要集中在以下几个方面。
化工单元操作实训讲义
化工单元操作实训讲义
1. 引言
化工单元操作实训是化学工程专业学生的重要课程之一，目的是通过实际操作，让学生掌握化工单元的运行原理、工艺参数的调整以及常见的操作技术。本实训讲义旨在帮助学生理解并掌握化工单元操作的基本知识和技能。
2. 实训准备
2.1 实训设备和工具
在进行化工单元操作实训之前，需要准备以下
设备和工具：
•化工单元实训设备：可以根据实际情况选择常见的化工单元设备，如反应釜、蒸馏塔等。
•实验室安全设备：包括防护眼镜、实验室大腿、实验手套等，确保操作安全。
•常用工具：如计量容器、温度计、搅拌棒等。
•实验室试剂：根据不同的实训内容，准备需要的试剂。
2.2 实训前的准备工作
在开始实训之前，需要进行以下准备工作：•安全检查：确认实验室设施完好，并检查实验室中的安全设备是否齐全。
•设备校准：对实训设备进行校准，确保其准确度和可靠性。
•实验计划：制定详细的实验计划，包括操作步骤、工艺参数等。
•环境准备：确保实验室环境整洁、通风良好。
3. 实训内容
本实训讲义将以常见的化工单元操作为例，介绍其基本原理和操作技术。
3.1 反应釜操作
3.1.1 基本原理
反应釜是一种常见的化工设备，用于进行化学反应。其基本原理包括反应物进料、控制反应条件（如温度、压力）和产物出料。
3.1.2 操作步骤
1.准备反应釜：检查反应釜的密封性和搅拌
器的运转情况，确保无异常。
2.加料：根据实验计划，按照一定比例将反
应物加入到反应釜中。
3.控制反应条件：根据实验要求，调整反应
釜的温度和压力，保持稳定的反应条件。
4.反应过程监控：使用传感器监测反应过程
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搅拌器在化工单元设备中的选用
作者：王雪云
摘要：通过对搅拌目的、搅拌机理及搅拌器的类型的介绍，分析在化工工艺设计中应如何选用搅拌器，以达到工艺要求。
关键词: 搅拌器
1 目的和机理
要合理的选用搅拌器，首先要了解搅拌目的和搅拌的混合机理。在化工生产中，经常有以下几种情况要进行搅拌。
1. 1 均相液体混合把互溶液体混合。通过搅拌尽可能达到分子规模均匀程度。如混酸配制、石油产品混合等。
1. 2 非均相液体混合把互不相溶的两种液体混合起来，使其中的一相以微小液滴状均匀分散到另一相液体中去。比如在精细化工制药和食品工业中常会碰到乳化过程，通过搅拌，使第一液相以极小的液滴形式分散于第二液相，形成稳定的混合物。又如溶剂萃取过程中，为了增大液液两相间的界面，实现相间传质，可通过搅拌来完成。
1. 3 固液混合让固体颗粒在液体中悬浮。如在以固体作为催化剂的液相反应中，用搅拌器可以防止固体沉降，提供反应所需的固液传质环境。
1. 4 气液混合在氧化、加氢和生物发酵等工业操作中，搅拌时，把大气泡打碎成微小气泡并使之均匀分散到整个液相中，以增大气液接触面。
1. 5 强化液体与器壁的传热为了强化流体与器壁之间的传热，在器壁处的流体应有足够的流速，使介质和器壁面有一个较大的传热系数，通过搅拌可达此目的。以上几种情况是化工生产中常见的。在实际的搅拌操作过程中，常常同时要达到好几种目的。搅拌之所以能达到以上几种目的是因为物料在搅拌作用下相互掺合，形成具有某种均匀程度混合的缘故。搅拌器旋转，推动液体高速流动，同时又带动周围液体，使全部液体在釜内循环流动，形成宏观上的总体流动。搅拌器有两大功能：!使液体产生强大的总体流动，以保证装置内不存在静止区，达到宏观均匀；"产生强大的湍动，使液体微团尺寸减小。湍流的强弱在搅拌器的选用过程中是较为重要的一个环节。因为总体流动中高速旋转的旋涡与液体微团之间会产生很大的相对运动和剪切力，搅拌器选用得当，搅拌效果越好时，液团分割得就越细小，使得混合的组分之间接触面不断增大，分子扩散速率增加，混合物的分离强度下降，也即混合效果越好。
2 分类
化工生产过程中，通常用到的搅拌器种类有桨式搅拌器、涡轮式搅拌器、推进式搅拌器、锚式搅拌器、框式搅拌器、螺带式搅拌器等。各类搅拌器由于其构造，性能等差异，使其能够分别适用于化工生产中各种不同的工况。以下就各种类型的搅拌器作一简单介绍。
2. 1 桨式桨式搅拌器如图1 所示。
图1 桨式搅拌器
桨式搅拌器又可分为平直叶和折叶搅拌器两种。这类搅拌器的结构和加工都比
较简单。搅拌器直径c 与釜径D 之比c/ D 为0. 35 ~ 0. 8，其运转速度为10 ~100P/ min，为大型低速搅拌器，适用于低、中等粘度物料的混合及促进传热，可溶固体的混合与溶解等场合。运转时以剪切力为主。就平直叶和折叶两种相比较而言，由于折叶桨式搅拌器的叶片与旋转平面形成夹角，因此在旋转时产生的轴向流要大于平直式，其宏观混合效果更好些。在实际生产中，会遇到釜深液高的情况，此时单层桨式搅拌器难以搅拌均匀，通常采用的方法是装几层桨叶，相邻二层桨叶间成90 角交错安装。由于桨式搅拌器制造和更换方便，因此常用于化工生产中有防腐蚀和金属污染要求的工况。
2.2 涡轮式搅拌器
涡轮式搅拌器又可分为开启涡轮式和圆盘涡轮式两类，每类又可分为平直叶、折叶、后弯叶三种。涡轮式搅拌器外形结构上与桨式搅拌器类似，只是叶片较多。搅拌器直径 c 与釜径 D 之比c/ D 为0. 17 ~ 0. 5，转速为30 ~ 500P/ min。旋转时有较高的局部剪切作用，能得到高分散度微团，适用于气液混合及液液混合或强烈搅拌的场合，常用于低中等粘度物料（! < 5 X 104cP）。就开启式和圆盘式相比较而言，其构造上差异造成开启式比圆盘式循环流量更大，轴向混合效果更好。涡轮式搅拌器的叶片形状除了有平直叶和折叶外，还有一种弯叶，在搅拌中，此种叶片受损程度、消耗功率都低，适用于固体悬浮、固体溶解等搅拌场合。
2. 3 推进式推进式搅拌器
3 推进式搅拌器
推进式搅拌器也常被称为旋桨式搅拌器。顾名思义，其叶片形式类似于轮船上的螺旋桨。搅拌器直径 c 与釜径 D 之比c/ D 为0. 2 ~0. 5，转速较高，为100 ~800P/ min。运转时产生较大的轴向循环流量，宏观混合效果较好，适用于均相液体混合等搅拌不是非常强烈的以宏观混合为目的的搅拌场合，常用于低粘度料液（! <2000cP）的混合。2. 4 锚式和框式锚式搅拌器和框式搅拌器4 锚式和框式搅拌器
锚式搅拌器从外形结构上看，即在平直叶桨式搅拌器的叶片上加垂直桨叶。而框式搅拌器则在锚式搅拌器上加一横梁。此类搅拌器的一个特点是搅拌外缘与釜壁间隙很小，c/ D 为0. 9 ~ 0. 98，此特点使得搅拌时物料不易产生死区。转112004 ，14（6）华依青搅拌器在化工单元设备中的选用
速为1 ~100r/ min，为低速搅拌器，只产生切线流，剪切作用小，无轴向混合，适用于高粘度（! < 105cP）物料的搅拌。如精细化工产品涂料、油漆、化妆品的生产过程中常用到此类搅拌器。 2. 5 螺带式螺带式搅拌器。
选用
在搅拌器的选用时，可按需搅拌的料液粘度及搅拌目的来选型。
4. 1 料液粘度就搅拌料液的物性来看，粘度对搅拌效果的好坏是一个很重要的因素。低粘度料液混合时的流动形式是湍流，运动时高速旋转的旋涡尺寸越小，对液体微团的破碎作用越大，混合效果就越好。由此看来应选用直径小，高转速搅拌器。性能优劣依次为：推进式> 涡轮式> 桨式。反之，高粘度料液混合时的流动形式通常是层流。由于料液高粘度这一特性，使得搅拌时不能象低粘度料液那样依靠惯性力，因此搅拌叶轮直径 d 与釜径 D 之比d/
D 尽量大，所以应先选择锚式和框式搅拌器，也可选螺带式。
4. 2 搅拌目的
4. 2. 1 均相液体混合均相低粘度液体混合流动状态为湍流，即循环流量起