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不互溶的液-液两相搅拌槽广泛应用于石油、聚合、制药等工业生产中。搅拌槽内的混合状况,尤其是微观混合,决定了产品的质量和选择性。现有的用于表征微观混合的模型反应,由于存在反应物或生成物易溶于有机相的情况,无法用于液-液搅拌槽中。硫酸钡沉淀反应是快反应,对微观混合敏感,因此,可以作为模型反应来研究液-液搅拌槽内的微观混合状况。流动影响混合过程,继而影响化学反应结果,通过沉淀颗粒平均直径大小以及尺寸分布,能够考察不同操作条件对混合的影响。 本论文采用直径为240 mm的双层搅拌桨操作的平底圆柱有机玻璃槽,以煤油(或者硅油)为分散相,氯化钡水溶液为连续相,采用硫酸钠与氯化钡沉淀反应来表征液-液复杂体系中的微观混合效应。以一定的进料速率将硫酸钠溶液加入到搅拌槽内,进料结束后在搅拌槽侧壁取样,对所获得的沉淀产物进行分析。实验考察了桨型、桨间距、进料位置、桨组合以及表面活性剂等操作条件对液-液搅拌槽微观混合的影响。 实验结果表明:在不互溶的液-液两相搅拌槽中,当上层桨选用RDT(Rushton diskturbine),下层桨选用PBTU(Pitched blade turbine upflow),无论在进料位置A还是B加料,硫酸钡沉淀颗粒的平均粒径均随煤油体积分数的增大呈现先增加后减小的趋势;添加表面活性剂可以显著降低硫酸钡沉淀颗粒的平均直径,同时使平均直径分布更加集中,而不加表面活性剂时,颗粒的尺寸分布较宽。