روش همزن متداول برای راکتورهای واکنش چیست؟
Nov 09, 2023
پیام بگذارید
سه روش متداول همزن برای راکتورهای واکنش وجود دارد:هم زدن مکانیکیراکتور،هم زدن مغناطیسیراکتور، وهم زدن لنگرراکتوری که هر کدام ویژگی های متفاوتی دارند. راکتور همزن مکانیکی نیروی گریز از مرکز قوی را از طریق انتقال مکانیکی ایجاد می کند و به هم زدن کارآمد دست می یابد، مناسب برای واکنش هایی با ویسکوزیته بالا، چگالی بالا و محتوای جامد بالا. راکتور همزن مغناطیسی از نیروی میدان مغناطیسی برای به حرکت درآوردن همزن استفاده می کند، که به ویژه برای واکنش هایی با نیازهای آب بندی بالا مناسب است. اثر آب بندی دوگانه عدم نشتی را تضمین می کند. راکتور همزن لنگر عمدتاً جریان چرخشی افقی را با جریان محوری کمتر، گردش و تبادل کلی کمتر تولید می کند و ممکن است بازده کمتری داشته باشد و برای انواع خاصی از واکنش ها مناسب باشد.
در زیر انواع مختلفی از راکتورها و طراحی و کاربرد آنها ذکر شده است:
1. راکتور همزن مکانیکی:
طراحی و ساختار: راکتور همزن مکانیکی عمدتاً از بدنه راکتور، دستگاه همزن مکانیکی و دستگاه انتقال تشکیل شده است. بدنه کتری معمولا به شکل استوانه ای با یک دریچه تخلیه در پایین طراحی می شود. دستگاه همزن معمولاً از یک موتور الکتریکی، یک کاهنده و یک پدال همزن تشکیل شده است. کاهنده از طریق یک کوپلینگ به پد همزن متصل می شود و پد همزن در داخل بدنه کتری نصب می شود. مواد را از طریق همزن دوار هم زده و مخلوط می کنند. دستگاه انتقال معمولاً از یک موتور الکتریکی، یک کاهنده و یک محور انتقال تشکیل شده است که از طریق یاتاقان ها به بدنه کتری متصل می شود تا حرکت چرخشی را به پد همزن منتقل کند.
هدف: راکتور همزن مکانیکی برای واکنش های شیمیایی و بیولوژیکی مختلف مانند سنتز، تصفیه، گرمایش، خنک کننده، تقطیر و غیره مناسب است. کنترل شده است.
مقایسه مزایا و معایب: راکتور همزن مکانیکی دارای مزایای عملکرد راحت، نصب و نگهداری آسان است. با این حال، به دلیل وجود مهر و موم های مکانیکی، نشت و آلودگی در معرض خطر است و اصطکاک و سایش بین شفت اختلاط و پد اختلاط نیز می تواند بر طول عمر تجهیزات تأثیر بگذارد. علاوه بر این، برای شرایط خاص دمای بالا، فشار بالا، و شرایط واکنش بسیار خورنده، راکتورهای هم زده مکانیکی ممکن است الزامات را برآورده نکنند.
2. راکتور همزن مغناطیسی:
طراحی و ساختار: راکتور همزن مغناطیسی عمدتاً از بدنه راکتور، کوپلینگ مغناطیسی و دستگاه همزن تشکیل شده است. بدنه کتری معمولا به شکل استوانه ای با یک دریچه تخلیه در پایین طراحی می شود. کوپلینگ مغناطیسی از یک آهنربای داخلی و یک آهنربای بیرونی تشکیل شده است که نیروی موتور الکتریکی را از طریق نیروی مغناطیسی به دستگاه همزن منتقل می کند. دستگاه همزن معمولاً از یک موتور الکتریکی، یک کاهنده و یک پدال همزن تشکیل شده است. کاهنده از طریق یک کوپلینگ به پد همزن متصل می شود و پد همزن در داخل بدنه کتری نصب می شود. مواد را از طریق همزن دوار هم زده و مخلوط می کنند.
هدف: راکتور همزن مغناطیسی برای واکنش های شیمیایی و بیولوژیکی مختلف، به ویژه برای شرایط دمای بالا، فشار بالا و شرایط واکنش بسیار خورنده مناسب است. به دلیل استفاده از کوپلینگ مغناطیسی از مشکل آب بندی مکانیکی جلوگیری می شود و خطر نشتی و آلودگی را کاهش می دهد. در همین حال، راکتور همزن مغناطیسی دارای مزایای ساختار ساده، عملکرد راحت و نصب و نگهداری آسان است.
مقایسه مزایا و معایب: راکتور همزن مغناطیسی دارای مزایای عدم نشتی، عدم آلودگی و نگهداری آسان است و برای شرایط دمای بالا، فشار بالا و شرایط واکنش خورنده قوی مناسب است. با این حال، به دلیل استفاده از کوپلینگ های مغناطیسی، اصطکاک و سایش بین محور همزن و پد همزن ممکن است بر طول عمر تجهیزات تأثیر بگذارد. علاوه بر این، راکتورهای همزن مغناطیسی ممکن است شرایط لازم برای فرآیندهای واکنش مواد در مقیاس بزرگ و با ویسکوزیته بالا را برآورده نکنند.
3. راکتور همزن لنگر:
طراحی و ساختار: کتری واکنش همزن لنگر عمدتاً از بدنه کتری، همزن لنگر و دستگاه انتقال تشکیل شده است. بدنه کتری معمولا به شکل استوانه ای با یک دریچه تخلیه در پایین طراحی می شود. پروانه همزن لنگر دارای قطر تیغه بیشتری است و نزدیک به ته ظرف است و منطقه بزرگی از اثر اختلاط و اختلاط را ایجاد می کند. دستگاه انتقال معمولاً از یک موتور الکتریکی، یک کاهنده و یک محور انتقال تشکیل شده است که از طریق یاتاقان ها به بدنه کتری متصل می شود تا حرکت چرخشی را به میکسر لنگر منتقل کند.
استفاده: راکتور همزن نوع لنگر برای فرآیند واکنش مواد در مقیاس بزرگ و با ویسکوزیته بالا مانند واکنشهای پلیمریزاسیون، واکنشهای تعلیق و غیره مناسب است. با تنظیم سرعت و دمای هم زدن، سرعت فرآیند واکنش و کیفیت محصول قابل کنترل است.
مقایسه مزایا و معایب: راکتور همزن نوع لنگر دارای مزایای ساختار ساده، عملکرد راحت و نصب و نگهداری آسان است. به دلیل طراحی منحصر به فرد پروانه، می تواند اثرات همزن و اختلاط در مقیاس بزرگ را فراهم کند، مناسب برای فرآیندهای واکنش مواد در مقیاس بزرگ و ویسکوزیته بالا. با این حال، پروانه همزن های لنگر معمولاً در سرعت های پایین کار می کند و در نتیجه نیروی برشی کمتر و گردش و تبادل کلی مواد کمتر می شود. بنابراین، در واکنشهای شیمیایی خاص، مانند واکنشهای هیدروژناسیون کاتالیزوری فاز مایع، ممکن است اثربخشی پروانههای لنگر کمتر باشد. علاوه بر این، برای شرایط دمای بالا، فشار بالا و شرایط واکنش بسیار خورنده، راکتور هم زده لنگر ممکن است الزامات را برآورده نکند.
به طور خلاصه، روش های مختلف اختلاط انواع و دلایل کاربردی منحصر به فرد خود را دارند. هم زدن مکانیکی برای واکنش هایی که نیاز به اختلاط کارآمد، حرارت دادن و انتقال جرم دارند، مناسب است. همزن مغناطیسی برای واکنش هایی که نیاز به آب بندی بالا و بدون نشتی دارند مناسب است. هم زدن لنگر برای واکنش هایی که نیاز به هم زدن با سرعت کم برای جلوگیری از نیروی برشی بیش از حد دارند، مناسب است. هنگام انتخاب یک روش همزدن مناسب، لازم است که نوع واکنش و الزامات برای بهبود سرعت واکنش، ارتقاء اختلاط و انتقال جرم و اطمینان از دقت و قابلیت اطمینان نتایج تجربی به طور جامع در نظر گرفته شود.
