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      2. 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(zhì)過(guò)程,可連續操作(長(cháng)徑比L/D約等于6時(shí)),也可間歇操作(長(cháng)徑比L/D小于3時(shí))。該系統特別適用于壓實(shí)后容易結塊的物料處理。

        設備主要由一個(gè)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(pán)片,另一根攪拌軸焊接有多組四邊形空心盤(pán)片,兩組盤(pán)片錯位布置,盤(pán)片的每一個(gè)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(shí)一根攪拌軸上的E型鉤爪既可對筒體內壁進(jìn)行刮壁清潔,又同時(shí)清潔另一根攪拌軸上的空心盤(pán)片的側面及E型鉤爪內側,雙軸旋轉過(guò)程中所產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)輪廓線(xiàn)確保了設備內無(wú)死角,即自清潔作用(圖2)。

        圖1:“8”字型筒體

        圖2:葉片的動(dòng)態(tài)自清潔軌跡

        圖3:帶空心盤(pán)片及E字型鉤爪的攪拌軸

         

        連續操作時(shí),設備采用比較大的長(cháng)徑比(L/D),為了在提供強力混合的同時(shí)又推動(dòng)物料(包括高粘度物料)慢速前移,攪拌軸上的盤(pán)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(dòng)力,14-21個(gè)混合單元的串聯(lián)減少了物料的返混,使物料在設備中的流動(dòng)接近平推流,可獲得窄的停留時(shí)間分布。

        間歇操作時(shí),設備具有較小的長(cháng)徑比(L/D),可實(shí)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(shí)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(wèn)題,設備筒體底部可增加出料螺桿,此出料螺桿在操作過(guò)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(shí)驗設備。

         

         

        圖4STC型臥式雙軸清潔實(shí)驗設備(2.5L

        5:帶螺桿的雙軸清潔實(shí)驗設備


         
        設備的裝料系數為40%—75%之間,可通過(guò)調節堰板的高度來(lái)實(shí)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(dòng)力粘度增加到一定值時(shí),常規的單軸圓盤(pán)或鼠籠式攪拌依靠物料的重力無(wú)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(cháng)緩慢。而STC型雙軸自清潔攪拌依靠相互嚙合的鉤爪與盤(pán)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(jiǎn)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(dòng)粉體)進(jìn)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(zhì);

        4. “E”字型捏合元件可產(chǎn)生最佳的自潔性,大幅度提高了傳熱系數,同時(shí),空心攪拌軸及盤(pán)片外具有大量的傳熱表面,可實(shí)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(shí)間長(cháng),也可以實(shí)現高產(chǎn)能;

        6. 減少的返混再加上強烈的橫向混合,使停留時(shí)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(shí)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(guò)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(zhì)。

        設備型號

        設備型號有五個(gè)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(cháng)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(chēng)

        容積

        L

        有  效

        全容積

        L

        重量

         

        Kg

        傳熱

        面積

        m2

        功率

         

        kW

        設  備

        總長(cháng)A

        mm

        筒  身

        長(cháng)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(chēng)

        容積

        L

        有  效

        全容積

        L

        重量

         

        Kg

        傳熱

        面積

        m2

        功率

         

        kW

        設  備

        總長(cháng)A

        mm

        筒  身

        長(cháng)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(cháng)機型(連續操作)

        設備型號

        公稱(chēng)

        容積

        L

        有  效

        全容積

        L

        重量

         

        Kg

        傳熱

        面積

        m2

        功率

         

        kW

        設  備

        總長(cháng)A

        mm

        筒  身

        長(cháng)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(zhì)加熱,或采用冷凍鹽水、循環(huán)水進(jìn)行冷卻。

        2. 攪拌器

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

        3. 出料

        自由流動(dòng)的粉體或液體產(chǎn)品,可通過(guò)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(chǎn)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(zhì)

        各類(lèi)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(guò)程

        產(chǎn)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(shù)脂、反式異戊橡膠(TPI)、聚酰亞胺(PI)、聚二甲基硅氧烷(PDMS

        高粘產(chǎn)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(zhì)的連續真空蒸發(fā)

        工業(yè)殘渣的處理與回收、合成橡膠、鹽溶液、聚合物、有機產(chǎn)品等

         

           
           
           
           
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