Mis on keemilise reaktori? Tüüpi keemilised reaktorid

Keemilise reaktsiooni on protsess, mis viib muundamisel reageerivad. Seda iseloomustab muutusi, mis annavad ühe või mitme toote peale käivitamist. Keemilised reaktsioonid on erinevad. See sõltub sellest, millist tüüpi reaktiivide Saadud aine, mille tingimused ja aeg sünteesi, lagunemisele nihkumise isomeriseerumist happe-leelise redoks jne ja orgaanilisi protsesse.

Keemiline reaktorid on tank mõeldud reaktsioonide läbiviimiseks, et arendada lõpptootes. Nende disain sõltub erinevatest teguritest ja peaks andma maksimaalset saaki kõige kulutõhusalt.

liigid

On olemas kolm peamist põhi mudelite keemilise reaktori:

• Partii.
• Pidev segamistangis (HPM).
• Plug-flow reaktor (PFR).

Need põhilised mudelid saab muuta vastavalt nõuetele keemilise protsessi.

perioodilises reaktoris

Keemilised ühikut Sellist tüüpi kasutatakse perioodilise protsessid väikeses mahus tootmiseks, pikka reaktsiooniaega või kus parimad selektiivsuse saavutatakse, kui mõnel polümeerimisprotsessides.

Selleks on näiteks mille sisu on ärritunud roostevabast terasest anumas sisemine toimimine labad, gaasimullid või pumpade. Temperatuuri reguleerimine viiakse läbi soojusvaheti jakid, niisutamine külmikud või pumpamiseks läbi soojusvaheti.

Partii reaktorite praegu kasutatakse keemia- ja toiduainetööstuses. Nende automaatika ja optimeerimine loob keerukuse, kuna see on vajalik, et ühendada pideva ja diskreetse protsesse.

Poolperioodilisena keemilise reaktori ühendada töö pidevatest ja partii olekutes. Bioreaktor näiteks perioodiliselt koormatud ja vabastab pidevalt süsinikdioksiid, mis tuleb pidevalt eemaldada. Samamoodi, kui Kloreerimisreaktsioon, kui üks reagentide gaasilist kloori, kui mitte manustatakse pidevalt, kuid suurem osa sellest aurustub.

Et tagada suure tootmismahud kasutatakse peamiselt keemilise reaktori või pideva metallist laev segaja või pideva vooluna.

Pidev paakreaktorit

vedela reagendid söödetakse terasmahutisse. Et tagada vajalik koostoime nende töötamise tera segatakse. Seega seda tüüpi reaktori Reaktantide pidevalt söödetakse esimese reservuaari (vertikaalne, metall), siis nad satuvad järgnevate samaaegselt hoolikat segamist igas anumas. Kuigi koostis segu on ühtlane igas paagi süsteem tervikuna sisaldus erineb mahutist mahutisse.

Keskmine aega, et teatavat kogust reageeriv kulutab paaki (viibeaeg) saab arvutada lihtsalt jagades konteineri ruumala keskmise mahulise vooluhulga läbilaskmiseks. Oodatud valmidusastme reaktsiooni arvutatakse keemilise kineetika.

Valmistatud roostevabast terasest mahutites või sulamid ning emailitud.

Mõned olulised aspektid DMI

Kõik arvutused on tehtud põhineb ideaalne kooslus. Reaktsioon kulgeb kiirusega seotud lõplik kontsentratsioon. Tasakaalus voolukiirus peab olema võrdne voolukiirus, vastasel veehoidla on täis või tühi.

Sageli majanduslikult kasulik töötada mitme järjestikune või paralleelne HPM. Roostevabast terasest mahutid kogutud kaskaadi viis või kuus ühikut võib käituda läbivoolureaktor. See võimaldab esimese seadme opereerida kõrgema kontsentratsiooniga reagente ja järelikult kõrgema reaktsiooni kiirust. Samuti veehoidla võib panna vertikaalne terasest HPM mitmes etapis asemel toimuvad protsessid erinevate laevadega.

Horisontaalses mitmeastmelise Täitmisüksus jaotati vertikaalsete vaheseintega erineva kõrgusega, mille kaudu segu voolab kaskaade.

Kui reagendid on halvasti segunevad või oluliselt erinevad tiheduse vertikaalsest mitmeastmelise reaktori (klaasvoodriga või roostevaba teras) vastuvoolu režiimis. See on efektiivne Pöörduv reaktsioon.

Väike keevkihi on täiesti segatud. Suured kaubandusketid keevkihtreaktorisse on põhiliselt ühtlase temperatuuri kuid segunevad segud ja varasemad oleku ning muutlike voolab nende vahel.

Keemiline läbivoolureaktoriga

PFR - reaktoris (roostevaba teras), kusjuures ühte või mitut vedelat reagendid pumbatakse läbi toru või toru. Neid nimetatakse ka toruja voolu. See võib olla mitu torudest või torude. Reagente söödetakse pidevalt ühe otsa kaudu ja tooted on pärit muult. Keemilisi protsesse toimuda, kui see läbib segu.

PFR reaktsiooni kiiruse gradient süsteemis: sisselaske on väga kõrge, kuid kontsentratsiooni vähenemine reaktiivikoguste ja toote saagis suurenes sisu aeglustab selle kiirus. Tüüpiliselt dünaamilises tasakaalus saavutamine.

Tüüpilised on horisontaalsed ja vertikaalsed orientatsiooni reaktorisse.

Kui nõutud soojusülekannet, Üksikõõned asetatakse päästevest või koore ja torusoojusvahetis kasutatakse. Viimasel juhul kemikaalid võivad olla kas korpuses või toru.

Konteinerid metal suure läbimõõduga pihustid või sarnase vannid PFR ja laialt levinud. Mõnes konfiguratsioone kasutada telg- ja Radiaalvooga mitmekordne membraanid koos integreeritud soojusvahetid, horisontaalne või vertikaalne asend reaktori ja nii edasi.

Laeval on reaktiiv täituda inertsed või katalüütilise osakeste suurendada piirpindadevahelist kontakti heterogeense reaktsiooni.

Tähtsust PFR et arvutused ei võta arvesse vertikaalne või horisontaalne segamine - see tähendab mõiste "plug flow". Reagente võib reaktorisse mitte ainult sissevooluga. Seega on võimalik saavutada suurem tõhusus EPA või vähendada selle suurust ja kulusid. Performance PSC on tavaliselt kõrgem kui NRM sama mahu. Võrdseks väärtused mahu ja reaktsiooniseadmes kolvi reaktorid on kõrgem valmidusastme kui agregaatide segamise.

dünaamiline tasakaal

Enamiku keemilised protsessid on võimatu saavutada 100 protsenti lõpetamist. Nende kiirus väheneb tõusuga selle indeksi hetkeni, kui süsteem saavutab dünaamilises tasakaalus (kui kogu reaktsiooni või koosseis muutus ei toimu). Asi Tasakaalu enamikus süsteemides on väiksem kui 100% protsessi lõpuleviimist. Sel põhjusel on vaja teha separeerimine nagu destilleerimine, eraldi ülejäänud reaktiivid või kõrvalsaadusi sihtmärk. Need reagendid võib mõnikord taaskasutada protsessi alguses, näiteks nagu Haber protsessis.

Kohaldamise EPA

Läbivoolureaktoril reaktorites kasutatakse keemilise muundumise ühendite nende liikumisel läbi süsteemi, mis sarnaneb toru, mille eesmärk on suuremahulise, kiire, homogeenne või heterogeenne reaktsioone, pideva tootmisprotsessi ja vabastamisel suurtes kogustes soojust.

Ideaalne PFR püsiv viibeaeg, st kõik vedelikud (kolvi) saabuvad ajahetkel t, see jätab ajahetkel t + τ, kus τ - .. viibeaeg taim.

Keemiline reaktorite seda tüüpi olema kõrge jõudlusega üle pikema aja jooksul, samuti suurepärase soojusjuhtivusega. Puudused PFR on raskusi temperatuuri jälgimise protsessi, mis võib kaasa tuua soovimatuid temperatuuri erinevused ja nende kõrgem hind.

katalüütilise reaktorid

Kuigi üksuseid rakendatakse sageli kujul EPA nõuavad keerulisemat hooldus. Määra katalüütilise reaktsiooni on võrdeline katalüsaatori kogus kokku puutunud kemikaalidega. Juhul tahke katalüsaatori ja vedelad reageeriva on võrdeline kiiruse kättesaadavatest meetoditest piirkond, kandmise kemikaale ja tooteid ning valiku sõltub juuresolekul turbulentne segunemine.

Katalüütiline reaktsioon on tegelikult sageli mitmeetapilise. Mitte ainult esialgse reagent reageerivad katalüsaatoriga. Temaga reageerida ja mõned vaheühendid.

Käitumist katalüsaatorid on samuti oluline kineetika selles protsessis, eriti kõrge naftakeemia reaktsioone, kui need on deaktiveeritud paagutamise teel, koksistamisprotsessist jms protsesse.

Uute tehnoloogiate rakendamine

SAR kasutatakse biomassi muundamisel. Katsetes kõrgsurve reaktorid on kasutatud. Rõhk neid võib ulatuda 35 MPa. Mitme suurused varieeruvad elukoha pikkuseks 0,5 600 sekundit. Et saavutada temperatuuridel üle 300 ° C on kasutatud elektriliselt soojendatava reaktorites. Biomassi sööda teostatakse HPLC-pumbad.

PSC aerosooli nanoosakeste

On märkimisväärne huvi sünteesi ja kasutamise nanoosakeste erinevatel eesmärkidel, sealhulgas kõrge sulamid ning paks film dirigendid elektroonikatööstuses. Muude rakenduste hulka mõõtmise Magnetiline vastuvõtlikkus nakatumisele infrapuna ja tuuma magnetresonants. Nende süsteemide on vaja toota kontrollitud osakeste suurusega. Nende läbimõõt tavaliselt vahemikus 10 kuni 500 nm.

Tänu oma suuruse, kuju ja suure eripinnaga need osakesed saab kasutada kosmeetikatoodete pigmendid, membraane, katalüsaatorid, keraamika, katalüütilise ja fotokatalüütilise reaktorites. Application näiteid nanoosakesed sisaldavad SNØ ₂ süsinikoksiidile andurid, TiO ₂ kiududest, _SiO2 kolloidse ränidioksiidi ja optiliste kiudude, C süsinikku täidisena rehvid, Fe salvestava materjali, Ni aku ja väiksemates kogustes, pallaadium, magneesium ja vismut. Kõik need materjalid on sünteesitud aerosooli reaktorites. Meditsiinis nanoosakesi kasutatakse ennetamiseks ja raviks haavanakkusteks, kunstlik luuimplantaatide, samuti pildindusseadmetele aju.

näiteks tootmise

Alumiiniumoksiidi osakesed argooni voos, küllastatud metalli jahutatakse RHK 18 mm läbimõõduga ja 0,5 m pikkused, temperatuur 1600 ° C juures 1000 ° C / s. Kuna gaasi läbipääsu läbi reaktori tegemist idumoodustumist ja alumiiniumoksiidi osakesi. Voolukiirust 2 ^dm3 / min ja rõhk on 1 atm (1013 Pa). Kuna gaas jahutatakse ja liikumine muutub üleküllastunud, mis viib tekkimist osakeste kokkupõrkeid ja auru molekulidega korratakse, kuni osakeste saavutab kriitilise suuruse. Sest see liigub läbi gaasi üleküllastunud alumiiniumist molekulid kondenseeruvad osakestest, suurendades nende suurusest.