ZXC型自吸式磁力搅拌机
一、概述
ZXC型自吸式磁力搅拌机是一种新型高效的气-液-固三相立式搅拌装置，适用于液相催化加氢，混酸硝化，甲基化，氟化，磺化，空气氧化等多种化学工艺生产的需要；液相催化加氢是典型的气液固三相搅拌反应，液相加氢技术已广泛代替铁粉、硫化碱、水合肼等传统还原法，可减少三废排放90％以上，并提高了产品收率与质量；该技术主要用于炔烃、芳烃和含氰基、硝基、亚胺基、羰基等不饱和化合物的还原；使用自吸式搅拌机于普通搅拌最大的不同是自吸式搅拌机将釜内液面上的氢气重新吸入并分散于液相，可大幅度提高气含率和气液相的接触面积，从而达到提高反应速率的目的。
二、搅拌装置结构
ZXC自吸式磁力搅型拌装置由驱动部件、操作控制柜、磁力传动装置、釜、挡板、空心搅拌轴、新型自吸式叶轮、高效曲线轴流桨、底轴套等组成。下层推进式搅拌器具有分散进气和悬浮催化剂的功能，而上层自吸式搅拌器具有将液面上的气体重新吸入并有效分散于液相中的特殊功能，从而大幅度提高了气、液相的混合效果。可有效提高加氢反应的速度与效率，并且能降低功耗，提高收率。
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ZXC自吸式磁力搅型拌装置 |
索孚新型自吸式搅拌器 |
三、工作原理和技术特点
ZXC自吸式磁力搅型拌装置利用磁力无接触传递动力的工作原理遵循磁的库仑定律，即两个相隔一定距离的磁体，由于磁场感应效应，通过磁体的耦合力，把功率从一个磁体传递到另外一个磁体，构成一个非接触传递扭矩机构。工作时通过电机(或电机减速机)带动外部永久磁体进行转动，同时耦合驱动封闭在隔离套内的另一组永久磁体及转子作同步旋转，从而无接触、无摩擦地将外部动力传送到内部转子，并通过联轴器与下轴及搅拌桨联成一体，实现搅拌的目的。釜内的压力是由耐压可靠且静止的隔离套来承受，隔离套与釜体构成一个封闭密封腔，使釜内介质处于完全封闭状态，因而可实现静密封、耐高压、无泄漏的目的。搅拌机工作时高速运行的自吸式叶轮能使大量液体在叶轮内外进行循环，根据文丘里喷射原理，液面上的气体通过空心搅拌轴被高速运动的液体夹带后从叶轮排出，这样气体在反应器内不断被吸入至深层液相，并被搅拌分散，周而复始，形成均匀的气液混合体系。实现高效气液接触，强化气液传质过程，缩短气液反应时间。底层高效轴流桨的功能是将固体催化剂均匀悬浮，并将从自吸式叶轮喷出的气体均匀地弥散在整个反应器内。
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气穴控制过程 1、高速旋转的搅拌器叶片背面形成负压区 2、气体通过与气相相连的导管被吸入负压区，形成气穴 3、气穴不断增大，直至破碎 |
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在三相混合体系中，搅拌分别实现气液分散和固液悬浮，也就存在两个临界转速：气体分散的临界转速和固体颗粒的临界悬浮转速。颗粒密度和液体密度的相对大小对临界转速的影响十分显著。当颗粒密度远大于液体密度时，颗粒悬浮比气体分散困难，而且通气对颗粒悬浮产生不利影响。若两者密度接近时，颗粒的悬浮比气体的分散容易。而且气速越大，颗粒悬浮的临界转速越小。经过多次实验证实我公司采用了高效曲线轴流桨能更好的配合自吸式叶轮，在各种不同的物料下，实现较佳的气液分散流型和固液悬浮。
气-液-固搅拌装置采用不同的桨叶和桨叶组合对搅拌装置中的气液分散、气含率、气液接触面积、催化剂悬浮有很大影响；客户使用普通自吸式叶轮1、分散出来的气泡直径相对较大，气体很快就会浮出液面，单位时间内气液接触少效率低；2、单位体积内的气液接触面积较少；3、底层桨配合时很难实现整釜料的气液固三相均匀混合，出现釜底死角现象；我公司设计的新型ZX自吸式叶轮解决了这些问题，独特的结构设计可以使分散出来的气体接近雾化，而且分散面积更广，增加高效曲线轴流桨改善流型、吸气及气体分散效果可以将气体均匀地弥散在整个反应器内。
实验数据不同液面高度下转速与吸气量的关系
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气含率：f（%） 转速：n(rpm) 液面高度：c3 |
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四、性能特点
1、安全：磁力驱动搅拌技术是我公司利用磁力无接触传递动力原理，成功将其运用于化工搅拌反应釜转轴的驱动上以静密封代替了动密封，彻底解决了机械密封和填料密封难以解决的密封失效和泄漏污染问题。
2、节能：由于取消了密封用压紧填料或机械密封，采用无接触传递动力可减少搅拌功率损耗约20％左右。
3、强化反应过程：可安全地提高设计压力，缩短反应时间，提高设备生产能力。
4、过载保护：磁力传动器为软连接性质，过载会自动滑脱，保护动力部件不受损坏。
5、设备结构紧凑，运转平稳，振动小，噪音低，维护方便。
6、高效：大幅度提高气含率和气液相固的接触面积，对大多数气液固反应能显著提高反应速率和产能，高效节能；
7、环保：相比传统的生产工艺减少三废排放，更环保节能。
五、技术参数
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型 号 |
实验装置 |
ZXC-0.2 |
ZXC-0.5 |
ZXC-1 |
ZXC-2 |
ZXC-3 |
ZXC-5 |
ZXC-8 |
ZXC-10 |
ZXC-20 |
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全容积 （m3） |
0.015~0.04 |
0.28 |
0.9 |
1.5 |
2.6 |
3.8 |
5.8 |
11.4 |
13 |
22 |
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有效容积 （m3） |
0.01~ 0.04 |
0.19 |
0.6 |
1.1 |
1.9 |
2.8 |
4.3 |
7.9 |
9.5 |
17 |
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电机功率 （KW） |
~3 |
5.5 |
7.5 |
11 |
15 |
22 |
30 |
37 |
45 |
55 |
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夹套传热 面积（m2） |
~0.75 |
1.8 |
3.5 |
5.8 |
7.5 |
8.5 |
13 |
18 |
20.7 |
35 |
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盘管传热 面积（m2） |
~0.5 |
1.5 |
2.9 |
4.2 |
8.5 |
14.6 |
24.7 |
35 |
50 |
97 |
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筒体直径 （mm） |
160~ 350 |
600 |
900 |
1000 |
1300 |
1500 |
1800 |
2100 |
2200 |
2600 |
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夹套直径 （mm） |
325~ 450 |
700 |
1000 |
1100 |
1400 |
1700 |
2000 |
2300 |
2400 |
2800 |
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筒体直边 高度（mm） |
265~ 420 |
670 |
1050 |
1450 |
1500 |
1600 |
1800 |
2500 |
2600 |
3200 |
注：1、电机功率、搅拌转速和桨径等技术参数由于物料性质的不同而不同，具体的技术参数和其他外型尺寸在订货后提供；2、设备内和夹套内的压力、温度及材质可根据用户要求设计。
五、应用范围
液相催化加氢：对氨基苯甲酸、对氨基甲苯、间氨基甲苯、邻氨基苯甲醚、邻氨基对叔丁基苯酚、对氨基酚（PAP）、4,4'-二氨基二苯基甲烷（DDM）、烷基伯胺、异丙甲草胺、苯佐卡因、盐酸普鲁卡因、3,3'-二氯联苯胺（DCB）、天然VE转型、芳樟醇、糖醇、β-酸氢化
混酸硝化：硝基氯苯、硝基甲苯
甲基化：硫酸二甲酯甲基化(间苯二甲醚、克拉酶素)
氟化：HF氟化（ODS替代品）、KF氟化
缩合：维生素E
磺化：浓硫酸磺化
钠分散：苯基钠、氢化钠、硼氢化钠
酯化：浓硫酸酯化、二氧化碳酯化、五氧化二磷酯化
烷基化：2,6-二乙基苯胺(DEA)、2-甲基-6-乙基苯胺(MEA)
羰基化：甲基环戊二烯三羰基锰(MMT)、碳酸二甲酯（DMC）
空气氧化：精对苯二甲酸（PTA）、草甘膦、4，4-二氨基二苯乙烯-2，2-二磺酸（DSD酸）、苯甲醛（甲苯氧化法）
硝酸氧化：对硝基苯甲酸、己酸
氯化：四氯吡啶、氯化聚乙烯、苯甲醛（甲苯氯化水解法）
水解：卤代芳烃水解
