固液懸浮的攪拌器
固液懸浮是借助攪拌器的作用,式固體顆粒懸浮在液體中,形成固液混合物或懸浮液。均勻懸浮的主要控制因素是循環(huán)速率及湍流強度,其中容積循環(huán)速率又往往是主要因素。固液懸浮操作可以渦輪式攪拌器使用范圍較廣,其中開啟渦輪式它沒有中間圓盤,不治阻礙槳葉上下的液相混合。彎葉,斜葉開啟渦輪的優(yōu)點更突出,它的排出性能好,槳葉不易磨損,用于固液懸浮操作更合適。
如固液密度差較小時,也可采用標準的開啟式司斜葉渦輪式攪拌器,若含固量很高,且固液密度差較小時,也可采用平槳,若混合液黏度低于0.4,特別是0.1以下,固液密度差小,含固量低,可用推進式,并在湍流區(qū)全擋板條件下操作,其參數(shù)可取d/D=0.33,C/d=1,H/D=1。對懸浮體系,當密度差小,且只要求懸浮物離開罐底而不均勻懸浮時,攪拌轉(zhuǎn)速也不用太大,可用底擋板。當密度差大,并要求均勻懸浮時,攪拌轉(zhuǎn)速較高,應(yīng)采用底擋板和壁擋板,如懸浮物采用長薄葉螺旋槳等也是可以的。
對于固體懸浮,其攪拌難度取決于懸浮粒子的沉降速度。懸浮程度與顆粒的沉降速度成反比,即攪拌轉(zhuǎn)速越高,直徑越大,顆粒的沉降速度越小。
固液攪拌設(shè)備的設(shè)計,固液體系的表現(xiàn)形式一般要比氣-液體系復(fù)雜的多,通??梢苑譃楹唵喂腆w和復(fù)雜固體來討論。
復(fù)雜固體行為是指固體的表面化學(xué)和粒子本身的表面物理問題控制了粒子行為的過程。這些表面化學(xué)因素包括J作用、離子效應(yīng)、J化效應(yīng)、pH值和其他化學(xué)效應(yīng);表面物理問題包括團聚、絮凝、表面電荷、多層吸附、黏結(jié)等。這些因素的共同作用,控制著固-液體系的結(jié)構(gòu)和流變行為。簡單固體懸浮體系的混合流型類似于單相混合,所需攪拌設(shè)備的混合功率也接近于單相混合。在固體含量比較低時,通常不影響功耗;當固體含量比較高時,黏度會顯著增加,從而改變體系的流動區(qū)進入層流區(qū),這樣功耗就會增加。有時候,當固體含量比較高時,如達到百分之50~80,體系會轉(zhuǎn)換成剪切增稠體系,這樣功耗就會大幅度增加。簡單固體懸浮的設(shè)計目標通常是完全離底懸浮,以提供完全的接觸表面和穩(wěn)定操作。但有時候希望消.除粒子分布的效應(yīng),就會以完全均勻分布為攪拌設(shè)備設(shè)計目標。離底懸浮轉(zhuǎn)速與釜底的結(jié)構(gòu)及釜底附近的流況關(guān)系很大,釜太大或攪拌器太小,粒子就容易沉積在釜底。如果把攪拌器接近于釜底安裝則有利于降低懸浮轉(zhuǎn)速,但如使用多個攪拌器通常并沒有幫助,有時反面起到相反的效果。