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  • STC型臥式雙軸自清潔攪拌反應器

     STC型臥式雙軸自清潔攪拌機

     

     工作原理

    STC型臥式雙軸自清潔攪拌機是一種大容量雙軸自清潔攪拌設備,用于高粘度、糊狀或結殼物料的傳熱與傳質過程,可連續操作(長徑比L/D約等于6時),也可間歇操作(長徑比L/D小于3時)。該系統特別適用于壓實后容易結塊的物料處理。

    設備主要由一個臥式“8”字形截面的筒體(圖1)和兩根空心攪拌軸組成(圖3),其中一根攪拌軸上焊接有多組五邊形空心盤片,另一根攪拌軸焊接有多組四邊形空心盤片,兩組盤片錯位布置,盤片的每一個頂端焊接有“E”字型鉤爪相互嚙合,兩根攪拌軸同向旋轉,速比為4:5。工作時一根攪拌軸上的E型鉤爪既可對筒體內壁進行刮壁清潔,又同時清潔另一根攪拌軸上的空心盤片的側面及E型鉤爪內側,雙軸旋轉過程中所產生的動態輪廓線確保了設備內無死角,即自清潔作用(圖2)。

    圖1:“8”字型筒體

    圖2:葉片的動態自清潔軌跡

    圖3:帶空心盤片及E字型鉤爪的攪拌軸

     

    連續操作時,設備采用比較大的長徑比(L/D),為了在提供強力混合的同時又推動物料(包括高粘度物料)慢速前移,攪拌軸上的盤片及E型鉤爪按螺旋狀排列,這種排列方式為高粘度物料的軸向輸送提供了一定的推動力,14-21個混合單元的串聯減少了物料的返混,使物料在設備中的流動接近平推流,可獲得窄的停留時間分布。

    間歇操作時,設備具有較小的長徑比(L/D),可實現強大的橫向和軸向混合,以確保批次的均勻性。圖4為一臺STC型臥式雙軸自清潔實驗設備的內部結構,容積為2.5L,操作方式為間歇。

    為解決高粘物料的出料問題,設備筒體底部可增加出料螺桿,此出料螺桿在操作過程中可反向運行,將物料拉回到混合區,增加軸向返混,有利于批次的均勻性,圖5是一臺帶螺桿的雙軸自清潔實驗設備。

     

     

    圖4STC型臥式雙軸清潔實驗設備(2.5L

    5:帶螺桿的雙軸清潔實驗設備


     
    設備的裝料系數為40%—75%之間,可通過調節堰板的高度來實現。合適的氣相空間使大量氣體或蒸汽可以輕易地脫除。

      STC型臥式雙軸自清潔攪拌機典型應用是高粘度聚酯的縮聚反應(圖6),當聚酯的動力粘度增加到一定值時,常規的單軸圓盤或鼠籠式攪拌依靠物料的重力無法形成液膜,界面更新困難,小分子去除速度下降,分子鏈增長緩慢。而STC型雙軸自清潔攪拌依靠相互嚙合的鉤爪與盤片拉伸液膜,2—7毫米的嚙合間隙加速了界面的更新和小分子的脫除。

    圖6:某生物降解塑料縮聚工藝流程簡圖

     

    一般特征

    1. 在物料所有階段(液體、糊狀、高粘性、結殼和自由流動粉體)進行高強度的混合/捏合;

    2. 與螺桿擠出機相比,最大剪切速率低很多;

    3. 快速更新相邊界層,增強傳熱和傳質;

    4. “E”字型捏合元件可產生最佳的自潔性,大幅度提高了傳熱系數,同時,空心攪拌軸及盤片外具有大量的傳熱表面,可實現溫度精準控制,特別適合受傳熱控制的工藝;

    5. 工作體積大,裝料系數高達75%,即使停留時間長,也可以實現高產能;

    6. 減少的返混再加上強烈的橫向混合,使停留時間分布很窄。也可以調整攪拌器的幾何形狀,以在較大范圍內改變停留時間分布;

    7. 大量氣相空間有助于氣體和蒸汽的分離,這對于過熱溶液的閃蒸或容易起泡的物料尤為重要;

    8. 密閉設計允許在真空或壓力下操作,可處理有毒或易燃易爆介質。

    設備型號

    設備型號有五個單元組成:

    S   T   X   XXX   X

    第一單元:S表示雙軸;

    第二單元:T表示同向;

    第三單元:C表示雙軸的速比為4:5;D表示雙軸的速比為6:6;

    第四單元:500表示攪拌器直徑為500mm;

    第五單元:D表示短機型(間歇);Z表示標準機型(連續);C表示加長機型(連續)。

     

    外形尺寸

    1. 雙軸同向自清潔攪拌,速比4:5,短機型(間歇操作)

    設備型號

    公稱

    容積

    L

    有  效

    全容積

    L

    重量

     

    Kg

    傳熱

    面積

    m2

    功率

     

    kW

    設  備

    總長A

    mm

    筒  身

    長度B

    mm

    攪拌器

    直徑C

    mm

    設  備

    總寬D

    mm

    設  備

    總高E

    mm

    STC100D

    2.5

    3

    300

    0.13

    3

    1400

    250

    102

    430

    920

    STC160D

    10

    14

    800

    0.74

    11

    3000

    450

    160

    720

    1600

    STC200D

    25

    35

    1500

    1.6

    11

    5200

    740

    200

    1030

    1650

    STC320D

    63

    80

    3300

    2.5

    7.5

    2610

    790

    320

    950

    1650

    STC360D

    100

    130

    4400

    4

    11

    2930

    980

    360

    1000

    2000

    STC430D

    160

    210

    5600

    5.5

    15

    3290

    1140

    430

    1060

    2200

    STC500D

    250

    350

    7500

    7.5

    18.5

    3600

    1350

    500

    1400

    2300

    STC600D

    400

    530

    9400

    9.5

    22

    3950

    1420

    600

    1460

    2400

    STC700D

    630

    840

    12000

    13

    30

    4360

    1630

    700

    1700

    2500

    STC780D

    1000

    1240

    18800

    18

    45

    4960

    2030

    780

    2000

    2600

    STC900D

    1600

    1980

    27400

    26

    55

    5570

    2470

    900

    2200

    2700

    STC1050D

    2500

    3100

    35500

    35

    90

    6350

    2750

    1050

    2400

    2250

    STC1220D

    4000

    4900

    47400

    47

    110

    7110

    3230

    1220

    2700

    2400

     

    2. 雙軸同向自清潔攪拌,速比4:5,標準機型(連續操作)

    設備型號

    公稱

    容積

    L

    有  效

    全容積

    L

    重量

     

    Kg

    傳熱

    面積

    m2

    功率

     

    kW

    設  備

    總長A

    mm

    筒  身

    長度B

    mm

    攪拌器

    直徑C

    mm

    設  備

    總寬D

    mm

    設  備

    總高E

    mm

    STC160Z

    25

    30

    1800

    1.45

    11

    3500

    1000

    160

    720

    1600

    STC200Z

    63

    80

    2500

    3.8

    18.5

    6000

    1600

    200

    1030

    1650

    STC260Z

    100

    140

    4500

    4.3

    11

    3800

    1750

    260

    800

    1300

    STC320Z

    160

    210

    5500

    7

    18.5

    4700

    2110

    320

    950

    1650

    STC360Z

    250

    300

    7000

    9

    30

    5000

    2280

    360

    1000

    2000

    STC430Z

    400

    480

    9000

    12.5

    45

    5400

    2640

    430

    1060

    2200

    STC500Z

    630

    790

    12000

    17

    55

    6400

    3150

    500

    1400

    2300

    STC600Z

    1000

    1300

    15500

    24

    75

    7000

    3510

    600

    1460

    2400

    STC700Z

    1600

    2050

    20000

    32

    110

    7700

    4050

    700

    1700

    2500

    STC780Z

    2500

    2800

    30000

    42

    160

    8600

    4670

    780

    2000

    2600

    STC900Z

    4000

    4200

    43000

    56

    200

    9600

    5330

    900

    2300

    2700

     

    3. 雙軸同向自清潔攪拌,速比4:5,加長機型(連續操作)

    設備型號

    公稱

    容積

    L

    有  效

    全容積

    L

    重量

     

    Kg

    傳熱

    面積

    m2

    功率

     

    kW

    設  備

    總長A

    mm

    筒  身

    長度B

    mm

    攪拌器

    直徑C

    mm

    設  備

    總寬D

    mm

    設  備

    總高E

    mm

    STC320C

    250

    290

    7700

    9.5

    18.5

    5490

    2900

    320

    950

    1650

    STC360C

    400

    430

    9600

    13

    30

    5980

    3260

    360

    1000

    2000

    STC430C

    630

    690

    12400

    18

    45

    6540

    3780

    430

    1060

    2200

    STC500C

    1000

    1140

    16500

    24.5

    55

    7750

    4500

    500

    1400

    2300

    STC600C

    1600

    1830

    21600

    33.5

    75

    8420

    4930

    600

    1460

    2400

    STC700C

    2500

    2890

    28000

    45

    110

    9330

    5680

    700

    1700

    2500

    STC780C

    4000

    4040

    41200

    60

    160

    10630

    6700

    780

    2000

    2600

    STC900C

    6300

    6180

    58600

    82

    200

    12070

    7800

    900

    2300

    2700

     

     設計參數

    1. 容器

    橫截面為8字形的臥式容器,可以在真空或壓力下操作。容器外帶夾套,可采用導熱油、熔鹽、蒸汽、熱水等介質加熱,或采用冷凍鹽水、循環水進行冷卻。

    2. 攪拌器

    攪拌器由空心軸、空心盤片和鉤爪焊接組成,冷熱介質可以通過旋轉接頭輸送至空心軸和空心盤片內。

    3. 出料

    自由流動的粉體或液體產品,可通過底部或側面的出料口排出,料位的高低由可調的堰板控制;高粘度糊狀產品采用螺桿出料。

    4. 密封

    可使用填料密封或是機械密封。

    5. 材質

    各類不銹鋼、碳鋼、哈氏合金、鈦、鎳等可以焊接的材料。

     

     典型應用

    工藝過程

    產品

    縮聚

    聚丁二酸丁二醇酯(PBS

    聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯(PBAT

    高分子量聚酯(PET

    聚合

    氟硅彈性體、聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、石油樹脂、反式異戊橡膠(TPI)、聚酰亞胺(PI)、聚二甲基硅氧烷(PDMS

    高粘產品的脫揮、脫溶

    PAN基碳纖維、纖維素膜、纖維素纖維、彈性體、工程塑料

    濃縮和干燥

    特別適用于粘性物質的連續真空蒸發

    工業殘渣的處理與回收、合成橡膠、鹽溶液、聚合物、有機產品等

     

       
       
       
       
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