控制,便于溶解時對溶劑量的控制。
[0058] 在進液管A113與進液管B114的連接點和預溶解罐118之間,在進液管A113上還 設有加熱器117,通過加熱器117能夠對進入到預溶解罐118內的溶劑進行加熱,經過加熱 的溶劑進入到預溶解罐118內與溶質混合后,溶質開始溶解。加熱后的溶劑能夠大大提高 溶質的溶解效率,使得溶質在溶劑內的溶解更加快速和充分。
[0059] 在預溶解罐118的夾層內,設置有保溫層119,通過保溫層119將預溶解罐118內 的溶液與溶解箱107的傳熱的降低,保證了預溶解罐118的溶液不會因熱量傳遞而導致溶 液的溫度降低。通過在預溶解罐118內加入保溫層119,使得預溶解罐118內能夠較長時間 的保溫,使得溶質與溶液能夠進行持久的高溫溶解,提高了溶解效率,而且能夠減少保持預 溶解罐118高溫所需要的熱量,節省了能源。
[0060] 而且由于預溶解罐118大大減少了預溶解罐118熱量的流失,加熱器117對預溶 解罐118加熱的時候,升高至相同溫度,所需的能耗也相應大大降低。因此,本實施例尤其 適用于溫度較低的環境,例如高海拔地區。本實施例只需要通過對預溶解罐118內的溶劑 進行加熱,而不需要對整個裝置內的全部溶劑或溶液進行加熱,大大降低了能源的耗費。
[0061] 采用預先加熱,將溶質溶解在一部分溶劑中然后再與其余溶劑混合,運種溶解方 式使得溶質溶解更加充分和高效,能夠有效避免在低溫環境下出現溶解不均勻的現象,因 為如果采用對整體進行加熱,由于整體自動溶解設備體積較大,溶劑會產生溫差,導致溶質 在溶劑中溶解不均勻,溫度高的地方溶解更充分,溫度低的地方溶解較少,不能夠有效溶 解。
[0062] 在預溶解罐118內的溶質和溶劑,一方面由于溶劑的較高溫度,能夠促進溶質在 溶劑中的溶解效率,另一方面,通過在預溶解罐118內的機械攬拌來進一步提高溶質在溶 劑中的溶解效率。
[0063] 在預溶解罐118內設有第一獎式攬拌器120、第二獎式攬拌器121和錯式攬拌器 122。第一獎式攬拌器120、第二獎式攬拌器121和錯式攬拌器122由上至下依次間隔設置。 第一獎式攬拌器120、第二獎式攬拌器121和錯式攬拌器122同時套設在同一根轉軸上,當 轉軸旋轉的時候,第一獎式攬拌器120和第二獎式攬拌器121的推力方向相對,第一獎式攬 拌器120產生的推力向下,使得溶液部分軸向向下運動,第二獎式攬拌器121產生的推力向 上,使得溶液部分軸向向上運動,兩者產生的推力推動水流相對流動,產生劇烈端流,劇烈 的端流能夠使得溶質在溶劑中的溶解效率大大提高,然后再通過錯式攬拌器122對預溶解 罐118內的溶液進行進一步攬拌,促進溶質的溶解。
[0064] 通過設置與第一獎式攬拌器120的推力相對的第二獎式攬拌器121,并且設置在 同根轉軸上,實現了同軸轉動時,第一獎式攬拌器120與第二獎式攬拌器121的推力的相 對,在設置的時候,主要通過將第一獎式攬拌器120和第二獎式攬拌器121的獎葉的獎葉相 對設置,第一獎式攬拌器120和第二獎式攬拌器121的傾斜方向相反來實現。
[0065] 轉軸旋轉時,第一獎式攬拌器120與第二獎式攬拌器121帶動溶液的旋轉方向相 反,使溶質的線性溶解撕裂,形成劇烈的端流,促進溶質在溶劑中的溶解。
[0066] 如果采用單一獎式攬拌器進行攬拌而不采用其他措施的情況下,在進行攬拌的時 候,只要獎式攬拌器的速度足夠高,都會產生切向流動,嚴重時可使全部液體圍繞轉軸的圓 形軌道旋轉,形成一個大縱滿,運種流態成為打縱。打縱時幾乎不產生軸向溶解作用,而且 此種打縱作用可能會使得部分獎式攬拌器在氣體中運轉,可能會加劇獎式攬拌器的震動, 甚至使獎式攬拌器無法工作,因此必須要防止打縱現象。一般采用增加蓋板等其他阻擋結 構,將切向流轉變為軸向和徑向流動,從而阻止打縱現象,同時增加攬拌液體的端流程度, 促使物料微觀尺度上的溶解,提高攬拌溶解效果。但是在預溶解罐118內設置蓋板等其他 擾亂獎式攬拌器打縱的阻擋結構,需要占用大量空間,而采用本實施例的攬拌器結構大大 降低了預溶解罐118的體積和預溶解罐118的制造成本。
[0067] 其中,優選地,第一獎式攬拌器120的獎葉角為45度,第二獎式攬拌器121的獎葉 角為30度。在實驗過程中發現,在其他條件相同的情況下,第一獎式攬拌器120與第二獎 式攬拌器121之的獎葉角之差為10-15度時,流場內的平局端流強度最大,其主要原因為當 兩者獎葉角之差小于運個范圍的時候,第一獎式攬拌器120與第二獎式攬拌器121在進行 攬拌時,所影響的流場區域相當,兩個相當的流場區域相對,使得相交區域附近端流強度較 大,但是非相交區域由于受到第一獎式攬拌器120或第二獎式攬拌器121的影響較小,因此 端流強度較小,使得整體平均端流強度較低,當兩者獎葉角大于運個范圍的時候,較大的獎 式攬拌器推動流體運動,運動的流體包覆在較小的獎式攬拌器推動的流體外,使得包覆內 的流體端流強度較小,同時獎葉角較大的獎式攬拌器推動的流體受到較小的獎式攬拌器的 影響很小,平均端流強度也較低。而如果獎葉角的差距縮減的10-15度的時候,既能夠通過 獎葉角較大的獎式攬拌器對整體產生一定的端流,同時能夠通過獎葉角較小的獎式攬拌器 產生與獎葉角較大的漿式過濾器產生對流,進一步提高預溶解罐118內的平均端流強度, 從而大大提高溶質在預溶解罐118內的溶解效率。
[0068] 另外,在第二獎式攬拌器121的下部,該區域速度及端流強度較小,對流溶解能力 較弱,端流擴散速度較慢,導致整體溶解效率降低,為了避免溶質在預溶解罐118的底部長 時間停留,甚至形成局部沉淀,在第二獎式攬拌器121的底部設置錯式攬拌器122進行攬 拌,使得溶質在溶劑中充分溶解。
[0069] 攬拌溶解的目的就是為了消除濃度差,而攬拌溶解的效果好壞與流場中的端流不 可分,為了能夠對預溶解罐118內的端流強度進行分析,提出勻端流指數,設定W P I表示, 根據流體力學同時借用均方根偏差,設計計算公^^
[0070] 其中@1-勻端流指數;
[0071] i-流場中檢測點編號;
[007引 n-流場中檢測點總數;
[0073]Ii-流場中第i個檢測點的端流強度;
[0074] i -流場中n個檢測點端流強度的平均值,
[00巧]其中,利用公式進行流場的端流均勻檢測方法,包括
[0076] S1.在預溶解罐內設置n個檢測點,檢測點n為流場中檢測點總點數,
[0077] S2.將采集的數據代入公式
中,
[007引其中@1-勻端流指數;
[0079] i-流場中檢測點編號;
[0080] n-流場中檢測點總數;
[0081] Ii-流場中第i個檢測點的端流強度;
[0082] 7 -流場中n個檢測點端流強度的平均值:
計算勻端流指數,
[0083] S3.比較勻端流指數,確定流場內的端流強度均勻度。
[0084] 利用對預溶解罐118內的流速進行測量,然后經過計算得出第一獎式攬拌器120 附近的勻端流指數0 1= 52. 7%,第二獎式攬拌器121附近的勻端流指數P 1= 56. 9%, 錯式攬拌器122附近的勻端流指數0 1= 67. 1%,整個預溶解罐118內流場的端流平均強 度01= 60. 4%,同時,通過對預溶解罐118內流速的檢測,然后利用公式
其中 k-端動能,U-流體點速度,進而對預溶解罐118內的端動能進行計算,可W總結出,第一獎 式攬拌器120和第二獎式攬拌器121的獎葉周邊區域的端動能較大,勻端流指數較小。沿 獎葉區域向外端動能逐漸減小,在液面出和罐體底部的端動能最小,在罐體的近內壁區域 的端動能也較大。
[0085] 由于第一獎式攬拌器120和第二獎式攬拌器121推力相對,使得第一獎式攬拌器 120和第二獎式攬拌器121之間的區域的溶液,一方面存在軸向對流,另一方面由于溶液受 到第一獎式攬拌器120和第二獎式攬拌器121剪切力方向也不同,使得第一獎式攬拌器120 和第二獎式攬拌器121之間的溶液的端動能大幅度提高,由于兩方面的共同促進,第一獎 式攬拌器120與第二獎式攬拌器121之間的端動能大于獎葉周邊區域的端動能。
[0086] 可W看出,第一獎式攬拌器120、第二獎式攬拌器121和錯式攬拌器122相互配合, 大大提高了預溶解罐118內的端動能,端動能的分布更加均勻。更高的端動能使得預溶解 罐118內溶解效率大大提高,減少了線性溶解的發生,同時端動能的分布更加均勻使得預 溶解罐118內不會出現局部端動能較低,溶解效率低,甚至出現溶質的局部堆積的現象。
[0087] 經過充分加熱和攬拌的溶質和溶劑的溶液,在預溶解罐118內充分溶解,預溶解 罐118內的溶液溶解均勻,不會出現線性溶解的現象,然后,將預溶解罐118中的溶液,