[发明专利]混合装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合装置。特别地但并非唯一地，本发明涉及一 种用于将气体分散在液体中的装置。

背景技术

许多工业工艺例如用于发酵、氢化、氯化、氧化和羰基化的工艺 引入了推进器驱动(impeller driven)的混合系统。

推进器驱动的混合系统通常引入一个安装在旋转杆上的推进器。 这类系统可被描述为具有与旋转杆的轴平行的轴纵向流动和/或与安 装在杆上的径向延伸的叶片平行的径向流动。推进器可以因此为将流 体以径向朝着其中装有推进器的腔室的壁推进的径向流动推进器，例 如Chemineer BT-6^TM涡轮，或者作为选择，推进器可以为包括以一定 的角度间隔以将流体流动引导在轴向上的径向延伸的叶片的轴向流动 推进器。轴向流动推进器的例子包括船舶推进器(marine impeller) 和水翼推进器(hydrofoili mpeller)。混合流动系统是已知的，其中 推进器导致在轴向和径向两者上的流动。混合流动推进器的例子是45°间 隔的叶片涡轮(blade turbine)。这类混合系统可用于液-液、液-固或液- 气反应中。

在容器中用于将气体分散在液体中的双推进器系统是已知的。特 别地，在Kuboi的题为“The Power Drawn by Dual Impeller Systems Under Gassed and Ungassed Conditions”的论文(Fourth European Conference on Mixing，1982年4月27-29日中)，披露了两种轴向 隔开的45°间隔的叶片涡轮的组合，其中在共用轴上将第一推进器安 装在第二推进器的下方。推进器叶片被取向，使得第一推进器将液体 向上和向外推进并且第二推进器将液体向下和向外推进。在充气条件 下，当将气体引入容器中时，第一推进器造成进入的气泡流分裂以使 得一些气泡流朝着容器壁径向向外驱动，并且一些轴向向上朝着第二 推进器驱动。

在充气条件下双推进器系统的效果取决于推进器的旋转速度。在 较低的速度下，由第一推进器向上推进的气泡可能不被第二推进器影 响。第二推进器不能克服浮力，并且因此第二推进器对于使气体分散 在液体中不起作用。只有当第二推进器的旋转速度增加时才克服了浮 力。不利的是，在液体中产生不均匀的气体分散。这在本申请的图1 中示出。进一步不利的是，为了实现均匀分散，必须急剧增加第二推 进器的旋转速度。

非常希望能够在工业工艺中实现完全均匀的分散。在其中气/液质 量传递是必要特征的工业工艺中，这有助于可控性并且增强反应器性 能。在这类工艺中，当气体良好分散时，在推进器之间和周围的液体 中可以存在相当均匀的湍流动力的涡流消散区，所述推进器控制气泡 的聚集和破裂。如果气体分散非常不均匀，则不希望的聚集可能导致 气泡尺寸的急剧增加，并且因此用于进行界面质量传递的表面积减小。 有利地，受控的湍流动能消散区域导致在推进器比功率的范围内窄的 气泡尺寸分布。

发明内容

本发明的目的是提供一种使得能够控制流体或固体的混合并同时 提供有效的混合环境的混合装置。

根据本发明的第一个方面，提供了一种用于混合至少两种流体的 混合装置，该混合装置包括可围绕其纵轴旋转的杆、安装在杆上并且 相应地在轴向上间隔开的第一和第二径向延伸的推进器，特征在于第 一推进器包括多个可操作以使所述流体在轴向上朝着第二推进器移动 的弯曲叶片，并且第二推进器包括多个可操作以使所述流体在轴向上 朝着第一推进器移动的弯曲叶片。

优选地，每一推进器上的叶片向内泵入(pumping)推进器之间的间 隙中。在基本上垂直的杆的情形下，下方推进器因此向上泵送(pumping) 并且上方推进器向下泵送。优选地，每一推进器的叶片是水翼叶片 (hydrofoil blade)。合适的水翼叶片是Chemineer Maxflo^TMW。作为 选择，可以使用Lightnin A315^TM、A320^TM或A340^TM。