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

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盲區，即自清潔作用（圖2）。

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。

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。

l 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。

l 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）。

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）

2. 雙軸同向自清潔攪拌，速比4：5，標準機型（連續操作）

3. 雙軸同向自清潔攪拌，速比4：5，加長機型（連續操作）

l 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。

l 典型應用