[发明专利]一种沉降搅拌设备

说明书

本发明涉及化工设备领域，具体公开了一种沉降搅拌设备，包括搅拌罐罐体，所述罐体内设有搅拌装置，所述搅拌装置包括转轴，所述转轴的顶部设有电机，中部设于至少一层桨叶；搅拌罐罐体的高度L和直径D满足：L/D=0.3~3，桨叶的直径d与罐体的直径D满足：d/D=0.05~0.95，桨叶的直径d与桨叶的宽度b满足：b/d=0.05~2.5。与现有技术比较，本发明提供了一种沉降搅拌设备，反应过程中产生的微粒不被破坏，便于快速形成大直径微粒，沉降速度快，分离效率高。

技术领域

本发明涉及化工设备领域，具体涉及一种沉降搅拌设备。

背景技术

随着工业的迅速发展，废水的种类和数量迅猛增加，废水的污染也日趋广泛和严重，这些废水如果不经过处理而排放，会造成水体的不同性质和不同程度的污染，从而威胁人类的健康和安全，影响工农业的生产。现有对于废水处理，至少包括反应塔和沉淀塔，废水在反应塔中与加入的反应物充分反应后转移至沉淀塔中，将反应得到的颗粒沉淀分离出来，效率较低，且占地面积较大。同时，将反应后的液体转移至沉淀塔的过程中，已生成的颗粒也很容易造成管道或提升泵堵塞。

目前，对于物质的沉降多采用自然沉降和离心沉降这两种方式，且多是针对密度不同，所有的物料同时受到重力加速度g或者惯性离心加速度a，不同密度受力不同而分离。现有的沉降通常是以混合物料整体为作用对象，无法满足反应需求，效率较低。然而，现有的具有搅拌功能的反应釜也无法满足沉降需求，目前也未有具有沉降效果的搅拌设备出现。

发明内容

为克服现有的技术缺陷，本发明提供了一种具有沉降效果的搅拌设备。

为实现本发明的目的，采用以下技术方案予以实现：

一种沉降搅拌设备，包括搅拌罐罐体，所述罐体内设有搅拌装置，所述搅拌装置包括转轴，所述转轴的顶部设有电机，中部设于至少一层桨叶；搅拌罐罐体的高度L和直径D满足：L/D=0.3~3，桨叶的直径d与罐体的直径D满足：d/D=0.05 ~0.95，桨叶的直径d与桨叶的宽度b满足：b/d=0.05~2.5。

现有沉降技术多用重力沉降和离心沉降，力作用于设备及内容物，利用密度差造成的不同密度物质分离，宏观上连续相相对容器设备是静止的；而搅拌装置主要用于不同物料的混合分散、反应和传质传热。与现有沉降方式和搅拌器不同的是，本发明提供的是一种具有沉降效果的搅拌设备。对于搅拌下的沉降，粒子的沉降速度与粒子直径的2次方、连续相分散相密度差以及运动加速度成正比，与液相粘度成反比。对于指定体系，密度差和粘度是固定值，因此，粒子直径是影响粒子沉降速度的关键因素，也就是说，在搅拌过程中保证粒子的不被破坏并快速成长最为关键，所以要求不能有强烈碰撞，包括叶片和粒子、液体和粒子，要求液体流向不能有强烈湍流和反向的流动。

本发明通过限制罐体以及桨叶的参数，搅拌设备中的液流以层流状态运行，搅拌桨本身不破坏已经成型的粒子，罐体内大致形成两个区，搅拌桨的桨叶的搅拌区域为加速区，罐体与搅拌桨之间的区域为失速区。反应相在加速区充分接触，生成晶核或微粒，然后经桨叶搅拌甩出到失速区（非碰撞区），在失速区（非碰撞区）的粒子在径向会有一个失速的过程，使得粒子能在甩出后不碰到釜壁自由沉降，沉降过程继续反应粒子增大。

本发明通过使得在反应过程中所生成的晶核或微粒在搅拌过程中与桨叶、釜壁和液体之间不会发生强烈的碰撞，因此微粒或晶核能够很快的生长成为大微粒，并快速沉降下来。上述参数可根据实际反应产生晶核或者微小粒子的速度进行调整。本发明提供了一种在反应过程中不破坏微粒形成的搅拌设备，微粒便于快速形成大直径微粒，沉降速度快，大大提高了分离效率。

作为一种优选方案，桨叶的直径d与罐体的直径D满足：d/D=0.35~0.75，桨叶的直径d与桨叶的宽度b满足：b/d=0.30~2，搅拌罐罐体的高度L和其直径L满足：L/D=0.5~2。

作为一种优选方案，所述桨叶的层数为2~5层。