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反應釜氣-液兩相體系的反應攪拌
日期：2025-07-02 20:46
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摘要：
| 關于反應釜氣-液兩相體系的反應攪拌 過程特征及分散機理 根據氣-液接觸過程的供氣方式、有通氣方式、自吸式和表面更新式三種類型的氣-液體系，而在工業應用中80%以上是采用帶通氣裝置的徑向流渦輪攪拌器。氣-液攪拌的目的是通過攪拌造成良好的氣-液接觸，以形成氣泡在液相中均勻分散，然后通過所形成的氣-液界面進行傳質，或者是氣-液相發生化學反應等。 早期研究認為，氣-液分散是氣體直接被攪拌器剪切成細小的氣泡而形成的。但近年的研究成果——氣穴理論認為：氣體并不是直接被攪拌器剪碎而得到的。氣泡的分散首先是在漿背面形成較穩定的氣穴，氣穴在尾部破裂，形成富含小氣泡的分散區，這些氣泡在離心力作用下被甩出，并隨液體的流動分散至攪拌釜的其它區域。即氣體穿過攪拌器直接上升液面，發生氣泛現象。 在氣-液攪拌系統中，主要影響因素有攪拌設備的流體力學行為，氣泡的尺寸，相分率，液界面積，質量傳遞系數等。而這些因素又取決于攪拌轉速，充氣速率，攪拌設備和攪拌器的幾何形狀，流體的性質和流變行為。 除了攪拌器本身對氣-液接觸效率有影響外，攪拌器的安裝方式對氣-液接觸能力的改也有重要作用，在對四氟乙烯聚合釜的研究中發現，臥式攪拌方式可使傳質數提高一個數量級。 當氣-液體系涉及固相懸浮時，多個攪拌器的使用有時是有幫助的，一個用于氣體的入，另一個則用于固體的懸浮。 在通氣條件下操作的攪拌器，當停住通氣時將會突然耗很大的功率。為此選擇電動機時有兩種方案：一是根據不通氣時的攪拌功率來確定電機功率；二是根據通氣時攪拌功率來確定電動機功率。**種方案雖然比較保險，但能利用率較低；**種方案操作要復雜一些，但能量利用率高，設計時選用多級或無級調速動機就可以保證各種工況下的操作，即在不通氣或通氣量少時采用低轉速，在通氣量正常再調到設定的轉速。 |