搅拌设备在工业生产中的应用范围很广，尤其是化学工业中，很多化工生产都或多或少地应用着搅拌操作。化学工艺过程的种种化学变化，是以参加反应物质的充分混合为前提的，对于加热、冷却和液体萃取以及气体吸收等物理变化过程，也往往要采用搅拌操作才能得到好的效果。搅拌设备在许多场合是作为反应器来应用的。例如在三大合成材料的生产中，搅拌设备作为反应器，约占反应器总数的90％.其它如染料、医药、农药、油漆等行业，搅拌设备的使用亦很广泛。有色冶金部门对全国有色冶金行业中的搅拌设备作了调查及功率测试，结果是许多湿法车间的动力消耗50％以上是用在搅拌作业上。搅拌设备的应用范围之所以这样广泛，还因搅拌设备操作条件（如浓度、温度、停留时间等）的可控范围较广，又能适应多样化的生产。

搅拌设备的作用不外乎：①使物料混合均匀。②使气体在液相中很好地分散。③使固体粒子（如催化剂）在液相中均匀地悬浮。④使不相溶的另一液相均匀的悬浮或充分乳化。⑤强化相间的传质（如吸收等）。⑥强化传热。对于均匀相反应，主要是①、⑥两点。混合的快慢，均匀程度和传热情况好坏，都会影响反应结果。至于非均相系统，则还影响相界面的大小和相间的传质速度，情况就更复杂，所以搅拌情况的改变，常很敏感地影响到产品的质量和数量。生产的这种例子几乎俯拾皆是。在溶液聚合和本体聚合的液相聚合反应装置中，搅拌的主要作用是：促进釜内物料流动，使反应器内物料均匀分布，增大传质和传热系数。在聚合反应过程中，往往随着转化率的增加，聚合液的粘度也增加。如果搅拌情况不好，就会造成传热系数下降或局部过热，物料和催化剂分散不均匀，影响聚合产品的质量，也容易导致聚合物粘壁，使聚合反应操作不能很好地进行下去。

在互不相溶的液体之间或液体和固体相互作用时，搅拌在加速反应的进行方面起着非常重要的作用。因为增加一物相混入另一物相的速度，接触面就会增大，物质就以较大速度相互作用。在某些情况下，搅拌是在反应过程中创造良好条件的一个重要因素。例如，使传热作用加强，减少局部过热，以及避免加热过程中物质焦化等。如高压聚乙烯生产中，由于搅拌器的作用，使反应器内有一定的停留时间，更重要的是使催化剂在器内分布均匀，以防止局部猛烈的聚合作用造成爆炸。因此搅拌设备在工业生产中起着非常重要的作用。

搅拌设备在石油化工生产中被用于物料混合、溶解、传热、制备悬浮液、聚合反应、制备催化剂等。例如石油工业中，异种原石油的混合调整和精制，汽油中添加四乙基铅等填加物而进行混合，使原料液或产品均匀化。化工生产中，制造苯乙烯、乙烯、高压聚乙烯、聚丙烯、合成橡胶、苯胺染料和油漆颜料等工艺过程，都装备着各种型式的搅拌设备。

在石油工业中因为大量应用催化剂、添加剂，所以对搅拌设备的需要量很大。由于物料操作条件的复杂性、多样性，对搅拌设备的要求也复杂化了。如炼油厂的铝反应器、打浆罐、钡化反应釜、硫磷化反应釜、白土混合罐等都是装有各种不同型式搅拌器的搅拌设备。大型原油贮罐中，由于原油里含有多种不同的组分，各组分重度不同，因此油罐中会出现各处组成不一的现象，为使油罐中上下组成均一，就必须将原油不断地进行搅拌。

搅拌设备在化学纤维生产中，如聚酯、尼龙等生产装置中就有很多种类。功率从0.09～7KW，转速从6.5～1500rpm，种类繁多，桨叶的型式也多样。如催化剂活化设备，是将雷尼催化剂在进入加氢反应器前在该设备中活化。活化过程是用NaOH和含在合金中的铝进行化学反应，产生可溶性的铝酸钠而形成骨架，以促进其活化。活化设备的本体分两大部分，上部是活化部分，下部是增稠部分。搅拌器安装在灌顶，功率为5.5KW，可加速并充分完成活化过程。设备中间的螺带式搅拌器为了促进增稠作用，因为热工艺水由罐底进入后，使向上逆流活化液，将较轻的铝酸钠和过水量的NaOH向上冲洗，直至由增稠部分顶部的废水出口排出。设备底部的锚式搅拌器是为了防止较重的长期沉积在灌底。

在新型农药－胺菊酶的工业化试验中，在液相中以铜粉为催化剂的反应，成功地使用了行星搅拌器。主要由一对圆锥齿轮和一根带有曲柄的锚式搅拌器组成。当传动轴通过曲柄带动有曲柄的锚式搅拌器组成。搅拌器上端的小圆锥齿轮绕着大圆锥齿轮滚动，从而获得了两种方式的运动。一种是以搅拌器本身为轴心的转动，称为“自转”,另一种是旋转的搅拌器以反应釜中心的转动，称为“公转”。这两种运动互相跌合，使流体在釜内既有垂直方向的运动，又有水平方向的运动。强烈的对流遍及反应釜内每一个角落，从而使比重相差悬殊的固，液两相混合，解决了因铜粉易沉淀、不易混合均匀的问题。

生产高压聚乙烯的反应器是超高压反应设备，乙烯气与催化剂、调节剂进入反应器后在2000kgf/㎡的超高压、250℃的高温下进行聚合。反应器内有一搅拌器进行搅拌。根据产品种类不同，可在搅拌轴上安装区间挡板，组成单区操作或压异温的双区操作。由于采用带槽和开孔的搅拌轴，在保证刚性的条件下，大大地减轻了轴的重量，而且增加了反应空间，改善了搅拌性能。在轴的两端带有平衡块，以满足调整轴的动平衡精度的要求。桨叶为弓形，用螺钉与轴连接。搅拌轴桨叶与筒体内壁的间隙较大，为55mm，区间挡板与筒体内壁的间隙为16mm。搅拌转速为1000rpm或1500rpm。搅拌的传动装置电机等亦装在反应器内，这样避免了超高压条件下的密封问题。

电影胶片厂使用了高速搅拌器，转速达8000～10000rpm。在搅拌头内，装有与搅拌轴直连的高速回转透平转子，它以微小的间隙安装在不动的固定子内。操作时，由于轴的高速回转，带动着透平转子高速回转，这样，便在搅拌头的上下部位形成压力差，被搅拌的液体便沿着搅拌头底部的吸入孔不断地吸入，吸入的液体经固定子与转子之间的缝隙留至上部，并以极大的动能冲至上部折流板，液体再被折流板折回，并沿搅拌器边壁流至搅拌器底部。由于液体不断受到反复的强制循环，同时在搅拌头内又承受着高速旋转的转子与固定产生的强烈剪切、撞击、粉碎、研磨等作用，因此能在极短的时间里使被分撒物质微粒化、均匀化。这种搅拌设备用于彩色胶片成色剂分撒时，分散后的油珠细小、均匀，一般在0.2～0.5um之间，制成的影片效果好。这种搅拌设备不仅可用来分散油溶性成色剂，而且对染料、涂料、印刷材料、化纤、食品工业也是一种理想的设备。

搅拌设备使用历史悠久，应用范围广，但对搅拌操作的科学研究还很不够。但对搅拌操作看来似乎简单，但实际上，它所涉及的因素却极为复杂。对于搅拌器型式的选择，从工艺的观点以及力学观点来说，迄今都是研究不够的。

过去有很多文献论述了搅拌设备的动力消耗，并给处了不少情况下的计算公式，但是由于使用介质操作条件的不同，物理化学性能的差异，容器形状及内部设施的不同以及各种搅拌器特性上的区别，正确确定搅拌功率并适当地选择驱动电机是十分困难的。在没有模拟试验的情况下，设计新的搅拌设备时，常采用现有设备数据的方法，宁大勿小，结果造成了不少的浪费。国内有些单位对一些生产中的搅拌设备进行了功率测试，从测试的结果可以看到，由于功率消耗难于计算准确，电动机选用过大，造成了负荷率很低的不合理现象。

对于搅拌设备的研究，除功率问题外，有关搅拌的流体力学研究具有重要意义。这方面已做出了许多工作，但尚需扩大和深入。在液体中进行搅拌时，搅拌器的功能不仅引起液体的整个运动，而且要在液体中产生湍动，湍动程度与搅拌器使液体旋转而产生的漩涡现象有密切关系。这些漩涡因经常地互相撞击破裂，使液体受到剧烈的搅拌。由此可见在搅拌操作中，对于流体力学理论的研究是极其重要的。

近代化学工业中，流动的物料不再只是一些低粘度的牛顿型流体，许多高粘度流体也常常遇到，尤其是各种各样的高分子溶液以及混有催化剂粒子的浆状流体等非牛顿型流体的应用日益广泛。它们与通常的牛顿型流体具有不同的流动特性，所以对于非牛顿型液体的研究是当今的一个重要课题。对高粘度液体，特别是非牛顿流体的搅拌传热研究，也是近年来的一个方向。聚合釜的传热特性与其中所用的搅拌器的形式关系甚大。对于各种常用搅拌器型式的搅拌设备之传热，前人给出了许多方程式，今年来在一些文章中也补充了有关搅拌设备的传热系数的推算公式。

关于搅拌器，除非遇有特殊的任务，需要特殊设计之外，现有的各种搅拌器，尤其常用的框式、平浆式、推进式和涡轮式等已足够应用。而且这些搅拌器已有相应的标准，所以对已有搅拌器性能的深刻了解，应予以更多的注意，以便使它们在使用中能够充分发挥作用。涡轮式搅拌器现在正被广泛使用，因为这种搅拌器在工业上适应性是很大的，它几乎能有效地完成所有的搅拌任务，并能处理那些特别是化学工业中经常遇到的各种粘度的物料。

搅拌设备的轴封多用填料密封和机械密封。一百多年前，初期的密封都是采用一些天然材料如皮革和侵油等作为轴封。以后油侵密封逐渐发展成为今天的软填料密封。由于石油化学工业的发展，易燃易爆物质比较多，对密封性能要求较严，1935～1945年间在英美等国均开始研究和应用机械密封，并得到较快发展。机械密封较填料密封有很多优点：①泄露量极少。机械密封的泄露量是填料密封的1﹪。②摩擦功率损失相当小。由于接触面的摩擦系数很小，因此，机械密封的功率损失约为填料密封的10～15﹪.③使用寿命长。一般质量好的机械密封可用2～5年，在正常工作条件下不需要维护调整。对轴的精度和光洁度的要求没有填料密封那样严格，耐振性能好。当轴摆动较大时，机械密封防腐蚀涂层时（喷、涂、衬、塘、包等），能克服填料密封将防腐层磨损或破坏的缺点。机械密封的缺点是结构复杂，装拆不便，对动环和静环的表面光洁及平直度要求高，不易加工，成本较高。但和优点相比只占次要地位。因而机械密封已日益的到广泛应用。

随着科学技术的发展，设备有大型化发展的趋势，也要求搅拌设备大型化。如国外聚合釜的容积已由最初的8～40㎡扩大到60～100㎡，最大的已达到140㎡.采用大型聚合釜可大大减少操作和检修人员，有利于自动化，减少投资，提高生产率，稳定产品质量。随着容积的大型化，釜型逐渐由细长型向矮胖型发展。而且采用底部搅拌的方式越来越多，多用三叶后晾式搅拌器。三叶后掠式搅拌器是目前大型聚合釜采用的一种较好搅拌器。因它排出量大，釜内液相循环充分，每分钟可达5～10次，能促进使釜内反应均匀一致。另外，经实践证明，此种桨叶必须配合挡板使用，来提高剪切功能，才能更好地发挥作用。

搅拌也可以在管路中进行，采用在管路中安装装置的办法对气-液系和液-液系进行混合。例如采用喷射式泵对水及醋酸进行混合。在石油精制中，也采用使液体流过设置在管路中的锐孔板或挡板，以便使两种液体进行接触。还有在管道中放入搅拌器的，即所谓管道搅拌。

管道搅拌设备能连续输送一切流体，也有输送含有固体的流动化的半流动体。此种搅拌形式，相当于搅拌设备的简体部分，容积较小，液体在此停留时间极短（数十秒）的情况比较多。在其内部为了充分进行混合分散或传热等需要极强的搅拌。由于管道搅拌设备空间很小，装置小，可使搅拌力均匀作用，可减少过剩的搅拌，所以对整个液体可减少功率消耗。对于连续化、自动化，特别是对成本有严格要求的，要求特别小的形状和高性能时，使用管道搅拌设备是很有效的。正因为管道搅拌设备有这些优点，所以在石油精制、石油化工、化学纤维、食品等工业和水处理技术中广泛被液-液混合、浓度调整、液-液萃取、油脂乳化、液-液稀释溶解、固-液溶解、液-液和气-液反应等场合。

管道搅拌设备的种类，按混合壳体不同大体分为直管型、角型和偏心角型等。最简单的型式是直管型，它容易制造，压力损失低，清扫方便。但停滞时间分布大，也就是说存在短路比较多，准确度低的问题。对此有所改进的是交错型。角型因介质出入方向不同，特别是截面积变大，能诱起液体的旋转，搅拌力容易均匀作用，但因简体轴线和搅拌轴轴线同心的情况比较多，容易引起离心作用。

管道混合器是一种没有机械运转部件的混合器。在一段管道内装置有若干个长度很短的右旋或左旋的螺旋元件，这些元件相互之间交错排列。两元件相互连接的两边成90°.通常，每个螺旋元件的长度约为管道内径的1.5倍。这些元件每6个事先焊在一起，称为一组，然后封装在通常的标准管径道内，构成一台所需要的管道混合器。被混合的物料进入混合器时，有两种混合作用方式同时进行，分流作用方式和径向混合作用方式。表现为一种近于塞流的流动特征。

由于管道混合器结构紧凑，有较好的混合效果，维修保养费用低廉，在工业中逐步得到广泛应用。没有运动部件的管道混合器从六十年代初开始，激起了工业界的广泛兴趣。这种混合器在改善和强化热交换作用以及要求严格控制混合作用等，都发挥优异的作用。它可以进行诸如乳化、引入添加剂、易爆物质缓和谨慎的混合等多种用途的操作。美国的Kennics公司于1969年在100多个厂示范试用该公司所生产的管道混合器，受到使用者的欢迎。