STC型臥式雙軸自清潔攪拌機
l 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(shè)備,用于高粘度、糊狀或結(jié)殼物料的傳熱與傳質(zhì)過程,可連續(xù)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(tǒng)特別適用于壓實后容易結(jié)塊的物料處理。
設(shè)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(zhuǎn),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(nèi)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(cè)面及E型鉤爪內(nèi)側(cè),雙軸旋轉(zhuǎn)過程中所產(chǎn)生的動態(tài)輪廓線確保了設(shè)備內(nèi)無盲區(qū),即自清潔作用(圖2)。
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圖1:“8”字型筒體 | |
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圖2:葉片的動態(tài)自清潔軌跡 | 圖3:帶空心盤片及E字型鉤爪的攪拌軸 |
連續(xù)操作時,設(shè)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(lián)減少了物料的返混,使物料在設(shè)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(shè)備具有較小的長徑比(L/D),可實現(xiàn)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(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu),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(shè)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(qū),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(shè)備。
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圖4:STC型臥式雙軸清潔實驗設(shè)備(2.5L) | 圖5:帶螺桿的雙軸清潔實驗設(shè)備 |
設(shè)備的裝料系數(shù)為40%—75%之間,可通過調(diào)節(jié)堰板的高度來實現(xiàn)。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(yīng)用是高粘度聚酯的縮聚反應(yīng)(圖6),當聚酯的動力粘度增加到一定值時,常規(guī)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。
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圖6:某生物降解塑料縮聚工藝流程簡圖 |
l 一般特征
1. 在物料所有階段(液體、糊狀、高粘性、結(jié)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(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(shù),同時,空心攪拌軸及盤片外具有大量的傳熱表面,可實現(xiàn)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(shù)高達75%,即使停留時間長,也可以實現(xiàn)高產(chǎn)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(diào)整攪拌器的幾何形狀,以在較大范圍內(nèi)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(shè)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)。
l 設(shè)備型號
設(shè)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(xù));C表示加長機型(連續(xù))。
l 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(shè)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(shè) 備 總長A mm | 筒 身 長度B mm | 攪拌器 直徑C mm | 設(shè) 備 總寬D mm | 設(shè) 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(xù)操作)
設(shè)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(shè) 備 總長A mm | 筒 身 長度B mm | 攪拌器 直徑C mm | 設(shè) 備 總寬D mm | 設(shè) 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(xù)操作)
設(shè)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(shè) 備 總長A mm | 筒 身 長度B mm | 攪拌器 直徑C mm | 設(shè) 備 總寬D mm | 設(shè) 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 |
l 設(shè)計參數(shù)
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(dǎo)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(zhì)可以通過旋轉(zhuǎn)接頭輸送至空心軸和空心盤片內(nèi)。
3. 出料
自由流動的粉體或液體產(chǎn)品,可通過底部或側(cè)面的出料口排出,料位的高低由可調(diào)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)
各類不銹鋼、碳鋼、哈氏合金、鈦、鎳等可以焊接的材料。
l 典型應(yīng)用
工藝過程 | 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(xù)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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