Перемешивание содержимого автоклава имеет целью при­вести регулирующие вещества в более тесное соприкосновение, повысить коэфициент теплоотдачи от внутренней стенки и обес­печить равномерную температуру во всем рабочем объеме. Результатом является ускорение процесса, уменьшение побочных реакций и улучшение качества продукта.

Механическое перемешивание улучшает теплоотдачу тем, что принудительно создает конвекционный режим внутри автоклава, кроме того оно препятствует расслоению разнородных жидко­стей и выпадению из смеси твердого осадка. Насчитывается много конструкций автоклавов высокого давления, в которых перемешивание осуществляется тем или иным способом, причем применяют автоклавы с мешалками якорного, турбинного, про­пеллерного и других типов.

Пропеллерные мешалки наиболее эффективны для невязких жидкостей вместе с легкими твердыми частицами или без них. Они с успехом применяются также для перемешивания или цир­куляции газов. Часто один пропеллер располагается в верхней части автоклава и гонит жидкость или газ вниз, второй же мон­тируется внизу и гонит поток вверх. При одном пропеллере его иногда располагают в диффузоре (направляющей трубе), что благоприятно сказывается на циркуляции внутри автоклава.

Турбинные мешалки являются по существу центробежными насосами без наружного кожуха и их производительность рас­считывается так же, как и у насосов. Жидкость или газ входят аксиально в колесо, получают ускорение от вращающихся лопа­ток и с большой скоростью выбрасываются из него в танген­циальном направлении.

Рис. 38. Кованный стальной автоклав с турбинной мешалкой и паровым обогревом.

1—электромотор; 2—соединительная муфта; 3—водяная рубашка; 4 —сальник высокого давления; 5—кованая стальная крышка; 6—присоединение манометра; 7—уплотняющая набивка; 8—разгрузочный штуцер; 9—подвод пара; 10—кованый стальной корпус; 11—вывод конденсата; 12 —турбинное колесо; 13— опорная лапа; 14—пирометрическая трубка; 15—загрузочный люк; 16— внутренний подшипник; 17— конические роликовые подшипники.

На рис. 38 показан стальной кованный автоклав с рубашкой для парового обогрева. Автоклав имеет специальный люк для загрузки реагентов и сифонную трубку для опоражнивания авто­клава. Такое устройство позво­ляет производить загрузку и разгрузку автоклава без сня­тия верхней крышки, на ко­торой смонтирован привод ме­шалки. Обращают на себя внимание небольшие размеры турбинной мешалки, характер­ные также для многообо­ротных пропеллерных меша­лок.

Турбомешалки широко при­меняются в особенности для целей увеличения теплопере­дачи, абсорбции газов, а также для разрешения других проблем смешения. Они требуют неболь­шого пускового момента и мо­гут легко освобождаться от плотного осадка на дне авто­клава, даже если он превышает метровую высоту. Преимуще­ством турбомешалок является постоянный расход энергии, почти не зависящей от увели­чения вязкости перемешивае­мой жидкости. Это объясняется тем, что хотя силы трения и увеличиваются с повышением вязкости, но производитель­ность колеса уменьшается и мощность, потребляемая ме­шалкой, остается почти на од­ном уровне.

Рис. 39. Автоклав лабораторного типа с якорной мешалкой и газовым подогревом.

1 — вентиль для впуска и выпуска газа; 2—за­щитный кожух; 3—якорная мешалка;  4 —холо­дильник для выпускаемого продукта; 5—выпу­скной вентиль; 6—карман для термопары.

Для жидкостей, имеющих вязкость до 5000 сантипуаз, приме­няют колеса закрытого типа, а для более вязких — лучшие ре­зультаты дают открытые колеса.

Якорные мешалки нашли широкое применение в автоклавах высокого давления. На рис. 39 изображен автоклав с мешалкой якорного типа. Мешалка имеет внешний контур, соответствующий форме со­суда. В зависимости от назначения автоклава зазор между корпусом и мешалкой может колебаться в широких пределах. Якорная мешалка, предназначенная для хорошего перемешива­ния очень вязкой жидкости, может применяться и для смешения легкоподвижных жидкостей. Вследствие этого прочные якорные мешалки наиболее пригодны для автоклавов, в которых предпо­лагают проводить различные процессы или же один процесс, при котором сильно меняется вязкость содержимого в автоклаве.

Перемешивающее действие мешалок этого типа очень эффек­тивно. Изменяя скорость вращения, можно получить оптималь­ное перемешивание жидкости почти любой вязкости. Автоклав должен иметь устройство, задерживающее вращение вместе с мешалкой всей жидкости. На приведенном выше рисунке этой цели удовлетворяет карман для пирометра.

При нагревании вязких жидкостей хороший эффект дают мешалки с небольшим зазором между ними и стенкой. При быстром вращении неподвижный слой смывается со стенки авто­клава жидкостью, увлекаемой лопастями мешалки. При ме­дленном вращении хорошую теплопередачу создают якорные мешалки, имеющие по краям лопастей планки (скребки), при­жимаемые пружинами к корпусу автоклава. Последний тип ме­шалок рационален также при процессах, когда на стенках от­лагается твердый продукт, вроде кокса или накипи.

Хорошо сконструированные якорные мешалки пригодны для большинства процессов и работают успешнее многих других перемешивающих устройств.

Специальные мешалки применяются в тех случаях, когда автоклав проектируется для вполне определенного процесса, где специализированное перемешивающее устройство может дать благоприятный результат. Часто стандартная мешалка может быть изменена для определенного процесса или несколько обыч­ных мешалок скомпонованы в высокопроизводительный комби­нированный смеситель.

Смесители с внешней циркуляцией имеют насос, располо­женный вне автоклава, который засасывает из него по при­емной трубе жидкость и возвращает ее обратно в авто­клав. Получающееся при этом перемешивание — хуже, чем при внутренних мешалках. Этот метод рационален в том случае, если требуется очень быстро нагревать или охлаждать содержи­мое автоклава, — тогда на линии устанавливают трубчатую на­гревательную печь или змеевиковый холодильник. Ни одним другим способом нельзя так быстро нагреть или охладить авто­клав.