ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Перемешивание реакционных масс из "Промышленный синтез ароматических нитросоединений и аминов" Лопастные и якорные мешалки применяются обычно для размешивания однородных растворов. В процессах нитрования лопастные мешалки не используются. Применение якорных мешалок ограничено теми процессами, в которых сульфирование и нитрование проводятся в одних и тех же аппаратах (например, при получении нитросульфокислот нафталина периодическим способом). В этих случаях азотную кислоту медленно добавляют тонкой струей в периферийные слои движущейся реакционной массы. [c.164] Широкое применение в процессах нитрования находят пропеллерные и турбинные мешалки. Три типа этих мешалок изображены на рис. 44. Пропеллерная трехлопастная мешалка является наиболее универсальным перемешивающим приспособлением. Пропеллер сообщает жидкости вращательное и поступательное движение. Снабженный диффузором, он может осуществлять всасывание, смешение и вытеснение реагентов. Диффузором иногда служит змеевик, погруженный в нитратор, стакан или трубчатка для охлаждения (см. рис. 4). [c.164] Турбинные мешалки всасывают жидкость в центре и отбрасывают ее к стенкам реактора. Число оборотов турбинной мешалки должно быть не меньше 500—700 в минуту и может быть доведено до 2000—3000. Эти мешалки применяются для создания устойчивых эмульсий и перемешивания в жидкостях твердых частиц размером до 25 мм в количестве, превышающем 10%. Специальным типом турбинной мешалки является так называемое беличье колесо 3 (рис. 44). Высота лопастей в этой мешалке равна 1,6 ее диаметра й. Диаметр реактора, в котором установлено беличье колесо , равен Ы, а высота жидкости в нем может быть доведена до 10 . Расстояние от дна аппарата до низа мешалки составляет 0,5с . Наиболее эффективно такая мешалка работает при 700 об/жин. [c.165] Павлушенко, Н. Н. Смирнов и П. Г. Романков на примере нейтрализации сухой таблетированной бензойной кислоты раствором едкого натра изучили влияние перемешивания на процесс химического превращения . В исследованном ими процессе скорость превращения целиком зависит от скорости диффузии бензойной кислоты в раствор, поскольку собственно реакция нейтрализации проходит практически мгновенно. [c.165] Авторы проводили эксперименты в стеклянном сосуде диаметром 300 мм. Были проверены пропеллерные и турбинная мешалки диаметром от 75 до 125 мм при 50—1600 сб/мин. Турбинная мешалка оказалась эффективнее пропеллерной. Обе мешалки вращались со скоростью 480 сб мин. При снижении числа оборотов до 120 в минуту реакция замедлялась в 4 раза (пропеллерная мешалка) и в 2 раза (турбинная мешалка). При увеличении диаметра мешалки от 75 до 125 мм превращение шло быстрее в 3,5 раза (пропеллерная мешалка) и в 1,5 раза (турбинная мешалка). [c.165] По данным фирмы Ека1о-Шегк, при одном и том же числе оборотов в чистой воде меньше всего энергии расходуется на перемешивание с помощью пропеллерной мешалки. Турбинная мешалка потребляет в 6 раз больше электроэнергии, а беличье колесо —в 12 раз больше, чем пропеллерная мешалка. При небольших размерах аппаратов абсолютный расход электроэнергии невелик. Беличье колесо диаметром 100 мм при 1000 сб/мин потребляет мощность около 3 кет. Двойная турбинная мешалка диаметром 155 мм при 1000 сб/лин потребляет мощность 3 кет. [c.165] Моделированием процесса перемешивания жидкостей занимался также Голланд . Используя результаты эксперимента в аппарате диаметром 150 мм с турбинной мешалкой (диаметром 50 мм), делающей 1000 об мин, он определял размеры и числа оборотов мешалки в аппарате емкостью 3,8 л( для достижения той же степени перемешивания. Автор показал возможность решения этой задачи расчетом, исходя из безразмерных критериев геометрического, кинематического и динамического подобия. Необходимые размеры и числа оборотов турбинной шестилопастной мешалки в сосуде с отражательными перегородками приведены в табл. 12. [c.165] Кафаров в своей монографии приводит все необходимые данные и номограммы для расчета мощности, потребляемой мешалками различных типов, и для экстраполирования результатов, полученных при лабораторных испытаниях. Его расчеты подтверждают приведенные выще данные о значительной энергоемкости турбинных мещалок. Рассматривая вопрос о зависимости эффективности перемещивания от числа оборотов мешалки, он установил также, что она достигает максимума уже при 600—800 об1мин. Поэтому применение большего числа оборотов мало оправдано, тем более, что при увеличении числа оборотов даже обычной трехлопастной пропеллерной мешалки от 500 до 1500 в минуту потребление энергии возрастает в 28 раз. [c.166] Следует отметить, что снижение числа оборотов пропеллерной мешалки до 100—150 (что иногда наблюдается) превращает ее в обычную лопастную мешалку с пониженной эффективностью (из-за малой поверхности лопастей и небольшого диаметра). [c.166] В 1963 г. начат выпуск реакторов и смесителей с применением ультразвука . Генератором ультразвука является излучатель, состоящий из герметически закрытой трубки 1 (рис. 45) и соединенный фланцем 2 с крышкой реактора. На трубку надеты соленоидные катушки 3 (питание осуществляется от специального электронного блока). Внутри трубки находится сердечник, жестко соединенный с перемешивающими тарелками, в которых имеются конические отверстия. Перемешивающие тарелки размещены непосредственно в реакторе и соединены с сердечником при помощи штока (на рисунке не показан). Сердечник, шток и тарелки совершают возвратно-поступательные колебания с частотой 5—20 кгц и амплитудой до 50 мм. [c.166] Эти реакторы просты по конструкции (нет сальника и механического привода) и потребляют мало электроэнергии благодаря применению ультразвука достигается эффективное перемешивание реагентов. Они могут быть использованы в качестве нитраторов, смесителей и экстракторов. [c.167] Вернуться к основной статье