文 献 综 述

1．引言

搅拌作为过程工业的基础单元操作, 被广泛用于化工、石油化工、医药、食品、生化、化妆品、胶粘剂、印刷油墨、油漆、涂料等工业, 在单元操作中搅拌叫做”混合” (Mixing)。因此, 搅拌器也叫做Mixer,或叫做Agitator, Stirrer。广义的”搅拌”还包括将固体微粒分散悬浮在溶液里面或将溶液变成均匀的乳化液, 因此尚包括分散器(Disperser)和均质机(Homogenizer)。某些搅拌器能产生极大的剪切力, 以获得细化的粒子比胶体磨大10倍以上的亚微米悬浮体, 因此, 可用于制造色拉酱、美容乳之类的精细食品和化学品。石化工业常用的聚氯乙烯聚合釜、顺丁橡胶聚合釜、反应釜、汽提釜等统称为搅拌容器(Agitatored Vessels或Stirred Vessels)。^[1]

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，所选用的搅拌器不同，工艺过程种类多，搅拌的用途也多。包括液体的互溶、互不相溶液体的分散、气液相的接触、固液相的分散、加强传热等。

近年来, 搅拌器和搅拌容器获得飞速发展的同时, 正面临着必须满足合理利用资源、节能降耗和对环境保护要求的严峻挑战^[2]。搅拌器和搅拌容器在服从装置规模经济化和品种多样化的同时, 正日趋大型化。日立制作所自1949 年生产搅拌反应釜以来已为聚氯乙烯、对苯二甲酸、苯乙烯单体、聚丙烯等装置生产了搅拌反应釜近4000台, 容器最大容量达576 m³ , 最大直径达7620 mm, 圆筒部分最大长度达44380 mm, 设计压力最大28 MPa, 设计温度最高530 ℃, 电机最大功率达1100 kW。基于节能的要求, 开发出变频调速电机、小剪切阻力桨叶、以新型密封代替机械密封和填料密封, 以磁力驱动代替机械传动。基于降低产品总体成本、减少维修保养成本和提高设备平均维修间隔时间的要求, 大大提高了设备运行寿命。基于满足卫生和降低清洗和杀菌成本的要求, 实现了CIP(就地清洗)和SIP(就地杀菌), 提高了自动化水平, 避免了人与产品的接触,减少了人工操作和待机时间, 大大提高了产品的卫生水平。^[3]

2.常见搅拌器及其工作原理

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，使用搅拌器型式也多种多样，以下介绍几种常用的拌拌器型式。有推进式搅拌器、涡轮式搅拌器、桨式搅拌器框式和锚式搅拌器、擷带式搅拌器及其他类型搅拌器。^[4]

（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桨推进器， 常有三片桨叶构成， 我国已有该搅拌器的部颁标准，标准号为HG 5-222-65

推进式拌拌器直径的取反应釜内径D内的1/4～1/3， 切向线速度可达5～15m/s，转速为300～600 r/min，最高转速可选1750r／min， 一般说小直径取高转速，犬直径取较低转速。搅拌时能使物料在反应釜内循环流动，所起的作用以容积循环为主，剪切作用小，上下翻腾效果好， 当采用挡板或导流筒则轴向循环更强。