多相搅拌槽内宏观混合研究进展

多相搅拌槽反应器广泛应用于化工、冶金等过程工业中,而多相混合状态对于多相搅拌槽反应器的设计、优化和放大具有重要意义。混合时间是表征其宏观混合过程的一个重要参数。文中从实验和数值模拟二方面对多相搅拌槽反应器的液相混合时间研究进行综述,对气液、液固、液液、气液固4种体系的多相搅拌槽进行了分类总结,讨论了分散相、桨型、转速、挡板等因素对连续相混合时间的影响。对多相搅拌槽内估算混合时间的经验关联式进行了归纳,并展望了未来多相搅拌槽内宏观混合研究的发展方向。

新型自吸式多相搅拌槽临界悬浮特性的实验研究

在不通气的情况下,对新型多相搅拌槽进行实验,得出了其固相含量ω、颗粒密度ρ、搅拌槽内径D与临界悬浮转速Nc的关系,在相同条件下,与给定结构尺寸的标准搅拌槽对比了临界悬浮转速.结果表明,Nc随固相分率增加和粒径dp增大而增大,不利于达到良好的悬浮效果;固相颗粒密度越大,临界悬浮转速随之增大;槽径增大使达到悬浮状态的临界转速降低.该新型搅拌槽临界悬浮转速的关联式是N0.21c=6.3dp(gΔρ/ρL)0.45ω0.19/D0.55;同一固相分率下,新型多相搅拌槽的临界悬浮转速比标准搅拌槽降低了30%,在较低转速下就能使颗粒悬浮.

用临界功率表征多相搅拌槽中搅拌效果

多相搅拌过程中常常根据临界搅拌转速表征搅拌效果。由于各种搅拌桨的功率准数不同,低临界转速的搅拌桨对应的搅拌功耗可能大于高临界转速的搅拌桨,因此,本文提出用临界功率作为表征手段。选取表面曝气和固体悬浮2个典型的多相搅拌过程进行了验证,结果表明:(1)在表面曝气过程中,达到临界曝气时六斜叶下推圆盘涡轮(PBRTD)桨的搅拌功耗比标准Rushton(RT)桨低,相同功耗下PBRTD桨的kLa也更高,与临界曝气转速的判定结果不同,临界功率法认为PBRTD桨更适合作表面曝气桨,这与表面曝气机理的认识相符;(2)下推折叶透平(PBTD)桨和三叶后掠(TBHA)桨的固体颗粒悬浮实验结果也表明TBHA桨的临界离底悬浮转速高但功耗更低,TBHA桨的整体循环能力更强,有利于固体悬浮。