結晶釜攪拌器結構和設計要點

結晶是食品、醫(yī)藥和化工行業(yè)制備精制產品的重要工藝。結晶過程發(fā)生在溶質濃度高于飽和濃度狀態(tài)時。不適當的過飽和度雖然也能發(fā)生結晶現象，但由于濃度過高，形成過多晶核，產生過細晶體，會影響到產品質量。此時，結晶工藝和結晶罐的攪拌器混合效果對晶體質量起著關鍵作用。

01. 結晶釜攪拌器結構

概述

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

裝置組成

結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、攪拌軸構成。如下圖所示：

1-折流板 ；2-反應釜釜體；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. 結晶釜攪拌器設計

設計要點

傳統的立式結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象，再加上為了避免晶體黏附在擋板上，故不設擋板，這就很難達到釜壁和釜中間溶質濃度的均一性和上下物料濃度的均一性。因而在小型罐內（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，結晶的質量就有下降的趨勢。對于黏度較大和易粘壁且具非牛頓型的結晶液而言，當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象，且由于葉輪結構原因，一般轉速很低，因而不能滿足結晶釜放大的要求。

據此明業(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，葉輪下側距底為20～30mm，可對物料進行徑向攪拌，釜壁側有四組軸向功能并有徑向功能的帶式葉輪，葉輪外側距釜壁距離也為20～30mm，可使物料不斷向上提升，同時又做旋轉運動，在釜中間料液面下和釜液位中部設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，也就是物料達到均一性的混合時間較快，從而使葉輪的轉速可大幅度降低，可保證結晶攪拌效果。

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晶，也可防止粘壁現象產生，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，保證了結晶液在整個釜內的均一性。

低速的攪拌，不會產生巨大的剪切力，造成晶體破壞。

多層葉輪可適應結晶液液位的變動。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。

大型結晶釜組合葉輪是在充分研究結晶工藝要求的基礎上，根據結晶物料的物理性質，滿足了結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。