ОБОРУДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

АППАРАТЫ ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ЖИДКИХ СРЕД

В химической и нефтехимической промышленности перемешивание в жидких средах применяется для приготовления растворов, эмульсий, суспензий, а также для интенсификации химических, тепловых и диффузионных процессов. Емкостные аппараты, оснащенные перемешивающими устройствами, в большинстве своем универсальны и пригодны для реализации комплекса процессов (нагревание, рас­творение, химическая реакция, охлаждение, суспензирование).

Различают два основных способа перемешивания в жидких средах: меха­нический (с помощью мешалок различ­ных конструкций) и пневматический (че­рез барботер сжатым воздухом или инертным газом). Кроме того, применя­ют перемешивание в трубопроводах (за счет турбулентного режима течения ком­понентов), циркуляционное (многократ - ріісуш)к 1.1 Способы переметіівания ное прокачивание жидкости через систе-

а) циркуляционное, о) в сопле г г

му аппарат-циркуляци-онный насос) и перемешивание в соплах (рисунок 1.1). Наибольшее распространение в промыш­ленной практике получил механический способ.

Наиболее важными характеристиками перемешивающих устройств, которые могут быть использованы для их сравнительной оценки, являются интенсивность перемешивания и эффективность устройства.

Интенсивность перемешивания определяется затратами энергии на единицу расхода перемещаемой жидкости. Мерой интенсивности перемешивания может служить отношение затрат мощности к объему N/V или массе N/m перемешиваемой жидкости (для механической мешалки - число оборотов в единицу времени).

Эффективность перемешивающего устройства является характеристикой ка­чества проведения процесса. Способ ее оценки определяется целью перемешивания, например, при суспензировании эффективность определяется степенью равномер­ности распределения твердой фазы в объеме аппарата, при интенсификации тепло­вых и диффузионных процессов - отношением коэффициентов тепло - и массоотда­чи с перемешиванием и без него. В каждом конкретном случае эффективность должна соотноситься с целесообразной интенсивностью (расходом энергии и вре­мени на проведение процесса).

Большинство аппаратов с механическими мешалками представляют собой вер­тикальную цилиндрическую емкость, на корпус которой установлено перемеши­вающее устройство. Аппарат может комплектоваться внутренними устройствами для создания определенного режима перемешивания (отражательные перегородки, рассекатели), теплообменными устройствами (змеевик, рубашка). Выбор конкрет­ной конструкции аппарата определяется свойствами перемешиваемой среды, тре­буемой производительностью, необходимыми для проведения процесса температу­рой и давлением.

Важнейший элемент аппарата - перемешивающее устройство, которое чаще

всего включает вертикально расположенный вал, на котором размещены одна или несколько (до 5-ти) мешалок, уплотнение вала, привод и муфту, соеди­няющую вал привода с валом мешалки (рисунок 1.2). Привод осуществляется от электродви­гателя, как правило, через ре­дуктор или клиноременную пе­редачу. Конструкция перемеши­вающего устройства должна отвечать требованиям:

1) установка на вал не­скольких мешалок допускается при невозможности обеспечить требуемый режим перемешива­ния одной мешалкой и если от­ношение высоты заполнения аппарата к его диаметру H/D>1.3;

2) при размещении на валу нескольких мешалок их конст­рукция и размеры должны быть одинаковыми, расстояние меж­ду соседними мешалками не должно быть меньше их диа­метра dM,

3) высота установки нижней мешалки над днищем аппарата должна быть: при D/d„ >1.5 - в пределах (0.4^1)-4м, но не выше H/2; при В/йм <1.5 - в пределах (0.5^5)-(D - 4м), но не выше D/4.