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汽水混合器的微混合特性是什么(汽水混合器的微混合特性有哪些)

根据混合尺度的不同,混合一般可分为宏观混合、细观混合和微观混合。微观混合是一种分子尺度的混合。微观混合效果直接影响一些快速竞争性化学反应,如光气化反应、重氮偶联反应等最终目标产物的收率和质量。汽水混合器基于局部较高的能量耗散率和湍流强度,有望提供一种增强此类反应的好方法。目前,化学方法广泛用于测量微观混合性质,主要包括三种不同的反应:单一反应体系、连续竞争反应体系和平行竞争反应体系。在这些反应系统中,连续竞争反应系统和平行竞争反应系统被广泛用于评价不同类型混合器的微混合性能。碘化物-碘酸盐反应体系和重氮偶联反应体系分别被认为是典型的平行竞争反应体系和连续竞争反应体系。重氮偶联体系和碘化物-碘酸盐体系均可用于高能量耗散率过程(高达105W/kg)的测定。重氮偶联体系对微混合具有较好的敏感性,而碘化物-碘酸盐体系则具有成本低、操作方便的优点。

采用重氨耦合串联竞争反应体系对连续式苏打水混合器的微混合性能进行了测定。研究表明,反应的分离指数XS随着转数的增加和流速的降低而降低。流量对微混合性能和传质性能有重要影响。其影响远小于转子转速的影响;使用夹带(Egulfment)模型计算出的微混合时间为毫秒级别。

汽水混合器的微混合特性是什么(汽水混合器的微混合特性有哪些)

碘化物-碘酸盐系统用于测量苏打水混合器的微混合性能。结果表明:硫酸溶液流量比随着物料粘度的增加而减小,但随着物料粘度的增加先减小后增大。进料区的物料分散情况和湍流强度对微混合性能影响很大。通过设置进料分配器,直接控制进料在定子和转子的高湍流动能区域的分配,可以使齿形高剪切混合机得到很大的提高。微混合性能优异,利用团聚模型估算的最佳微混合时间可达10-5S。

微混合能量比较表比较了使用碘化物-碘酸盐系统测量的不同反应器的微混合性能。搅拌釜反应器的微混合时间为101~102ms量级;连续管式反应器的微混合时间为102~104ms量级,但可以通过增加静态混合单元、金属泡沫等内部组件来调节微混合时间,将微混合时间降低至100ms;旋风混合器的微混合时间可达10-2ms。该混合器通过引入旋流器,利用空化效应,增强微混合性能;旋转填充床的微混合时间可达10-1ms;膜分散套管反应器(MTMCR)的微混合时间在100ms量级;孔阵列套管反应器的微混合时间在10-1ms量级;苏打水混合器的微混合时间在10-2~10-1ms之间;因此,苏打水混合器可以强化快速竞争的化学反应过程。

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