結(jié)晶釜攪拌器結(jié)構(gòu)和設(shè)計要點

結(jié)晶是食品、醫(yī)藥和化工行業(yè)制備精制產(chǎn)品的重要工藝。結(jié)晶過程發(fā)生在溶質(zhì)濃度高于飽和濃度狀態(tài)時。不適當(dāng)?shù)倪^飽和度雖然也能發(fā)生結(jié)晶現(xiàn)象，但由于濃度過高，形成過多晶核，產(chǎn)生過細(xì)晶體，會影響到產(chǎn)品質(zhì)量。此時，結(jié)晶工藝和結(jié)晶罐的攪拌器混合效果對晶體質(zhì)量起著關(guān)鍵作用。

01. 結(jié)晶釜攪拌器結(jié)構(gòu)

概述

結(jié)晶是化工生產(chǎn)過程中常見的相變過程，結(jié)晶釜是實現(xiàn)這一過程的重要設(shè)備。槳葉式攪拌器是常用的結(jié)晶釜攪拌形式。因結(jié)構(gòu)特性，傳統(tǒng)的槳葉式攪拌器在結(jié)晶釜內(nèi)存在一定的攪拌盲區(qū)，從而造成較多結(jié)晶物料在盲區(qū)沉積，影響物料的產(chǎn)量和收率。同時還會對后批物料的結(jié)晶狀態(tài)和結(jié)晶質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響。通過對槳葉型式進(jìn)行改進(jìn)，解決物料在結(jié)晶過程中在釜內(nèi)沉積的問題，提高單釜的產(chǎn)品收率，改善物料的結(jié)晶過程與結(jié)晶的效果。

裝置組成

結(jié)晶釜用攪拌器主要由水平槳葉、斜槳葉、固定用的螺栓螺母及墊圈、攪拌軸構(gòu)成。如下圖所示：

1-折流板 ；2-反應(yīng)釜釜體；3-斜槳葉；4-螺栓螺母及墊片；5-長形槽 ；6-水平槳葉；7-水平槳葉與斜槳葉夾角；8-攪拌軸。

02. 結(jié)晶釜攪拌器設(shè)計

設(shè)計要點

傳統(tǒng)的立式結(jié)晶罐一般采用錨式和框式攪拌。錨式攪拌一般葉輪直徑為罐徑的2/5～3/5，其攪拌流型屬于徑向流動，很少有上下翻動的現(xiàn)象，再加上為了避免晶體黏附在擋板上，故不設(shè)擋板，這就很難達(dá)到釜壁和釜中間溶質(zhì)濃度的均一性和上下物料濃度的均一性。因而在小型罐內(nèi)（1立方米以下），錨式攪拌尚能滿足要求，但隨著釜的容積放大，結(jié)晶的質(zhì)量就有下降的趨勢。對于黏度較大和易粘壁且具非牛頓型的結(jié)晶液而言，當(dāng)錨式攪拌無法在釜壁處發(fā)揮效果時，只能改用框式攪拌。框式攪拌由于其直徑大，因而可以攪動釜壁處的物料，但是由于攪拌流型仍屬徑向流動，很少有上下翻動的現(xiàn)象，且由于葉輪結(jié)構(gòu)原因，一般轉(zhuǎn)速很低，因而不能滿足結(jié)晶釜放大的要求。

據(jù)此明業(yè)開發(fā)了軸向流和徑向流多型式的組合葉輪。在5立方米以上的大型結(jié)晶釜底部采用互成90°的兩個與釜底形狀完全相似的徑向葉輪，葉輪下側(cè)距底為20～30mm，可對物料進(jìn)行徑向攪拌，釜壁側(cè)有四組軸向功能并有徑向功能的帶式葉輪，葉輪外側(cè)距釜壁距離也為20～30mm，可使物料不斷向上提升，同時又做旋轉(zhuǎn)運動，在釜中間料液面下和釜液位中部設(shè)置向下流動的多層軸向（并有徑向）功能的葉輪，從而形成整罐的徑向流動和沿壁處向上、其中間向下的有組織的軸向流動。由于該組合葉輪的排出流量極大，也就是物料達(dá)到均一性的混合時間較快，從而使葉輪的轉(zhuǎn)速可大幅度降低，可保證結(jié)晶攪拌效果。

效果與分析

組合葉輪由于葉輪直徑接近罐徑，因此適合于接近非牛頓型流體的結(jié)晶，也可防止粘壁現(xiàn)象產(chǎn)生，有利于釜壁傳熱效率的提高。

組合葉輪的徑向流動、沿四壁向上和罐中間向下的軸向流動及整釜料液的有組織流動，保證了結(jié)晶液在整個釜內(nèi)的均一性。

低速的攪拌，不會產(chǎn)生巨大的剪切力，造成晶體破壞。

多層葉輪可適應(yīng)結(jié)晶液液位的變動。加之變速攪拌的運用，可獲得理想的晶核形成和晶體生長條件。

大型結(jié)晶釜組合葉輪是在充分研究結(jié)晶工藝要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)結(jié)晶物料的物理性質(zhì)，滿足了結(jié)晶釜宏觀混合和微觀混合不同要求，取得了較為理想的效果。