重油乳化不再是难题--IKA超高速乳化分散机应用于重油乳化

作者：本网编辑文章来源：《流程工业》（化工）发布时间：2010-07-05

图1 DRS 2000系列。

重油由于具有使用方便、燃烧发热值高的特点，是我国一些特定行业不可替代的重要燃料。在直接燃烧重油条件下，低温粘度过大，沥青质、胶质含量高，燃烧时难以充分雾化，燃烧效率低，烟尘量大，易发生燃烧故障。为了充分利用能源，保护环境，各高校和厂商在不断地进行节能环保新技术的研究，重油乳化技术是重点研究和推广应用的内容之一。

乳化重油燃烧更充分、更完全，有较好的节能效果，且污染物排放少，可以解决重油燃烧中存在的燃烧不完全、喷嘴积炭、结垢、腐蚀等问题。因此，研究重油乳化技术具有重要的经济价值和理论意义。重油乳化技术的实质就是利用乳化剂的作用，通过机械方法将油水均质混合成乳化重油。而传统的乳化设备搅拌机叶轮直径大，振动较大，有死角存在，因此只能作为粗乳化设备，制备的乳化重油稳定性较差，而且附加成本大，IKA超高速分散乳化机应用于重油乳化中，利用一对交错“配合”的定子、转子高速转动，物料（重油和水）从转子中心被吸入定转子工作区，在机械力和流体力学效应的作用下，产生很大的剪切作用，而使分散相（水）液滴破裂，从而达到均质乳化的目的，形成稳定的乳化重油。

图2 分散时产生的强紊流。

乳化重油时，当重油和水被吸入定转子腔体内，在定转子较小的齿隙区域，转子区域的周向速度较高，而定子区域的周向速度非常小，这样在定转子齿隙区域内形成较大的速度梯度，从而在该区域产生较大的剪切应力。重油和水经过定转子间的高速剪切后，在离心力的作用下通过定转子的齿槽，在径向上产生了一定的速度梯度，使物料在径向上受到强烈的剪切和研磨作用。随着转子转速的升高，定子齿槽内的流速也随之增加，在此区域的回流现象也得到增强。

定转子结构可以加强剪切效应，同时对物料产生多循环的剪切作用，使物料达到均质乳化的目的。定转子间存在较大的剪切率，特别是定转子齿隙间，随着转速的提高，剪切率也逐步地随之增加，因此转速是均质机的重要参数之一，提高均质机的剪切作用具有显著的成效，转子的转速越大越好。IKA超高速分散乳化机DRS 2000系列超高的转速和剪切率能获得超细微的悬浮液。IKA DRS 2000具有很好的几何学形状的精密二级定转子分散头设计，定-转子的间距范围为0.3~1.0mm，转子转速高达10500r/min，线速度高达41m/s，剪切速率达100000s-1，高转子的转速，低的定-转子的间距，使定转子间的剪切作用加强，从而使水珠以较小的微粒分散到重油中，形成比较稳定的乳化重油，扩大乳化重油的使用范围。

图3 高剪切分散。