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            1. 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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