ТЕХНОЛОГИЯ КАТАЛИЗАТОРОВ

Машины для смешения и пластификации материалов

Для перемешивания различных порошковых масс, например оксидов меди, алюминия, хрома, никеля, цинка, твердых керами­ческих сырьевых материалов, композиций типа смеси каолина, активного гидроксида алюминия с оксидами металлов и др., для приготовления пастообразных масс на основе гидроксида алюми­ния, железа, паст ванадиевых катализаторов, для перемешивания солей в катализаторных производствах применяют одновальные и двухвальные лопастные смесители периодического и непрерыв­ного действия, шнековые двухвальные машины, смесительные бе­гуны. Для обеспечения высококачественного смешения порошко­образных материалов используют циркуляционные смесители с псевдоожиженным слоем.

Режим и качество смешения оказывают наиболее существенное влияние на последующие операции формовки или таблетирования контактных масс. Качество смешения оценивают по коэффициенту неоднородности В [194, 195]:

В = (100/Св) у^ £ (СІ - С0У mil(т—О-

Здесь С0 — концентрация одного из компонентов при идеально равномерном распределении или средняя концентрация в пробах; С/— концентрация этого компонента в і-й пробе; т(—число проб с концентрацией Cf, т—общее число проб.

Для многих практических случаев В ^ 10 %. Для обеспече­ния стабильных реологических свойств коэффициент неоднород­ности стремятся выдерживать на минимально возможном уровне. Значение В уменьшается с увеличением продолжительности сме­шения. Однако для конкретных физических свойств перемешивае­мых материалов каждый тип смесителя характеризуется предель­ным значением коэффициента неоднородности Вар. В лучших современных конструкциях смесителей удается достигать Впр = = 2-^3 %.

Лопастные смесители в производстве катализаторов наиболее часто применяют при смешении пастообразных материалов и порошков. Смесители состоят из металлического корыта, в кото­ром установлены один или два вала с лопастями. Смесители не­прерывного действия отличаются большей длиной валов и корыта по сравнению с периодически действующими смесителями. Как правило, качество смешения в смесителях периодического действия выше, так как при одинаковой конструкции смесителей непрерыв­ного и периодического действия у последних время пребывания материала в зоне смешения не лимитировано конструкцией и режимом перемешивания.

Двухвальный смеситель непрерывного действия показан на рис. 4.30. В корпусе 2 вращаются навстречу друг другу два вала 3 с закрепленными по винтовой линии лопастями 4. Угол установки лопастей можно менять. Соответственно изменяется и скорость продвижения массы от места загрузки к узлу выгрузки. С умень­шением срока пребывания массы увеличивается производитель­ность, но ухудшается качество перемешивания. Оптимальный угол установки лопастей подбирают экспериментально. Когда требуется достичь особо высокого качества перемешивания при использо­вании машин непрерывного действия, применяют двухвальные пРотивоточные смесители, в которых^лопАсти каждого вала пеРе­мещают Материал в противоположных нАправлеНиях. ВследствИе тОго, что ОдиН вал вРащаетСя с более высокиМ числом оборотоВ, чём второй, смешиваемая масса движетсяізозвратно-поступательно. При этом обеспечивается высбкбё качество смешении ТТри~гибкой регулировке производительности.

Двухвальный лопастной смеситель периодического действия (рис. 4.31) имеет Z-образные лопасти в виде двух коленчатых ва-

1 — крышка; 2 — корытообразный корпус; 3 — валы; 4 — лопасти; 5 — водопровод; £ — зубчатая передача; 7 — редуктор; 8 — муфта; 9 — электродвигатель; 10 — кожух; J1 — конденсационные цилиндры; 12 — паропровод; 13 — днище; 14 — разгрузочный

Люк; 15 — загрузочный люк

Лов 2. Валы вращаются навстречу друг другу. Для разгрузки сме­сителя имеется устройство 6, переворачивающее корыто 1 в период выгрузки материала.

Для пастообразных материалов перспективно применение смесителей с реверсивным шнеком 2 (рис. 4.32), предназначенным для разгрузки готовой смеси и ее уплотнения. Шнек включается в период разгрузки смесителя, при вращающихся перемешиваю­щих лопастях 3. Шнек транспортирует перемешанную массу к периферии смесительной камеры 1 и сбрасывает ее через филь­еру 5, обеспечивающую необходимое уплотнение пасты.

Лопастные смесители периодического действия, используе­мые в катализаторных производствах, имеют смесительную ка­меру объемом от 0,04 до 1,8 м3. Частота вращения валов 10— 60 об/мин. Мощность привода 5—50 кВт. Продолжительность сме­шения 0,5—1 ч. Впр = 8ч-14 %. Производительность 30— 150 кг/ч.

Смесительные бегуны используют для приготовления плотных сыпучих масс с малым газонаполнением, а также для перемешива­ния и подготовки густых паст. Диаметр чаши 1—1,3 м, диаметр катков 0,5—1,4 м, ширина 0,1—0,35 м, частота вращения 6— 20 об/мин. В = 4—14 %, т. е. смесительные бегуны могут обе­спечивать высокое качество смешения.

Технико-экономическое сравнение основных типов смесителей рассмотрено в работах [51, 194].

Гомогенизаторы применяют для повышения однородности сус­пензий при введении в жидкую фазу твердых компонентов. Гомо­генизатор представляет собой резервуар вместимостью от 0,5 до 3 м2, внутри которого вращается вертикальный вал с несколь­кими рядами лопастей. Снизу через газораспределительные кас­сеты подается воздух. Принцип работы гомогенизатора заключа­ется в обеспечении пневмомеханического перемешивания массы, находящейся во взвешенном состоянии. Перемешивание и рав­номерное распределение твердой фазы и ее дезагрегация осущест­вляются за счет циркуляционного движения массы и горизон - талыюго движения частиц под действием лопастей. Производи­тельность гомогенизаторов непрерывного действия 1—6 м3/ч. Среднее время пребывания суспензии в аппарате 10—20 мин.