Оно што је хемијски реактори? Врсте хемијских реактора

Хемијска реакција је процес који води до конверзије реактаната. Одликује се променама које дају један или више производа осим покретања. Хемијске реакције су различити. То зависи од врсте реактаната, насталог супстанце, условима и времену синтезе, разградње, расељавања, изомеризацији, киселина-алкални, редок, итд и органских процеса.

Хемијски реактори су резервоар намењен за обављање реакције у циљу развоја финалног производа. Њихов дизајн зависи од разних фактора и треба да обезбеди максималну принос најисплативији начин.

vrste

Постоје три главна основна модела хемијских реактора:

• Батцх.
• Цонтинуоус мешан танк (ХПМ).
• Плуг-флов реацтор (ПФР).

Ови основни модели се могу модификовати у складу са захтевима хемијских процеса.

батцх реактор

Хемијске јединице овог типа користе се у серијском процесу рада на малу производњу обима, дуго времена реакције или где најбољи селективности постиже, као у неким полимеризације процесима.

За ту сврху, на пример, садржај које су узнемирених суд од нерђајућег челика унутрашњи радни ножеви, мехурићи гаса или помоћу пумпи. Контрола температуре се врши путем размене топлоте јакне, фрижидерима наводњавање или пумпањем преко измењивача топлоте.

Батцх реактора тренутно се користи у хемијској и прехрамбеној индустрији. Њихова аутоматизација и оптимизација ствара комплексност, јер је потребно да се комбинују континуиране и дискретне процесе.

Полу-батцх хемијске реактора комбинују рад у сталним и батцх режима. Биореактор, на пример, периодично учитавају и континуирано ослобађа угљен диоксид, који се мора континуирано уклања. Слично, када је хлорисање реакција, када је један од реактаната је гас хлора, ако не примењује континуирано, већина тога испарава.

Да се осигура велики обим производње користе првенствено хемијских реактора или континуирани метални суда са мешалицом или континуираном протоку.

Цонтинуоус мешан танк реацтор

течни реактанти су напајани у контејнер од нерђајућег челика. Да би осигурали правилну интеракција свог радног сечива меша. Дакле, у овом типу реактора реактанти се континуирано уводе у први резервоар (вертикална, челик), а онда се у накнадно, истовремено пажљиво мешање у свакој посуди. Иако састав смеше је униформна у сваком резервоару у систему као целина концентрација варира од контејнера до контејнера.

Просечан износ времена за које је дискретна количина реактанта проводи у резервоару (време боравка) може се једноставно израчунава се тако што се обим контејнера по просечној стопи од запреминског протока кроз њега. Очекивани проценат завршетка реакције се израчунава помоћу хемијских кинетику.

Направљена од нерђајућег челика тенкова или легура и емајлирано.

Неки важни аспекти ДМИ

Сви прорачуни се изводе на основу идеалној мешавини. Реакција одвија по стопи која се односи на финалне концентрације. У равнотежи, проток треба да буде једнака брзини протока, у супротном је резервоар пун или празан.

Често економски корисно за рад са неколико серијски или паралелно ХПМ. Од нерђајућег челика тенкова прикупљени у низу пет или шест јединица може да се понаша као реактор плуг протока. Ово омогућава прва јединица да ради са већом концентрацијом реагенаса и, консеквентно, виши брзине реакције. Такође, Резервоар може бити постављен вертикални челични ХПМ неколико фаза, уместо процеса спроведених у различитим посудама.

У хоризонталној вишестепене извршна јединица подељен вертикалним преградних зидова различите висине, кроз које је смеша тече каскаде.

Када су реактанти слабо меша или значајно разликују у густини вертикалне вишестепеним реактор (обложен стаклом или нерђајућег челика) у супротног моду. То је ефикасна за реверзибилне реакције.

Мали флуидизованог слоја је потпуно мешовити. Велики комерцијални флуидизованом слоју реактора има значајно уједначену температуру него мешају мешавине и замењен стање и пролазне токова између њих.

Цхемицал флов реацтор

ПФР - реактор (нерђајући челик), при чему су један или више течних реактанти пумпа кроз цев или цев. Они су такође назива цевни проток. Може имати више цеви или цеви. Реактанти се континуално пуне преко једног краја, а производи долазе из другог. Хемијски процеси одвијају као испуњава неке мешавине.

ПФР Реакција Брзина система градиент: улаз је врло висока, али са смањењем концентрације реактаната и приноса производа повећани садржај успори брзину. Типично, динамичка равнотеже.

Типични су хоризонтална и вертикална оријентација реактора.

Када се захтева пренос топлоте, индивидуалне цеви су постављени у јакни или схелл анд тубе размењивача топлоте се користи. У другом случају, хемикалије могу бити у кућишту или у цеви.

Контејнери метала са великим дизни пречника или сличног каде ПФР и широкој употреби. У неким конфигурацијама користите аксијалних и радијалних проток, вишеструке мембране са интегрисаним топлоте, хоризонталном или вертикалном положају реактора итд.

Посуда са реагенсом може бити испуњен инертним или каталитичким честица повећање интерфациал контакта у хетерогене реакције.

Значај ПФР јесте да прорачуни нису узети у обзир вертикални или хоризонтални мешање - то се подразумева под термином "чеп". Реактанти се могу увести у реактор не само улазног. Стога, могуће је постићи већу ефикасност у ЕПА или смањити њену величину и цену. Перформансе ЦЈБ је обично већи него у НРМ исте запремине. За једнаке вредности обима и времена у реакцији клипни реактора имаће већи проценат завршетка него код агрегата мешање.

динамичка равнотежа

За већину хемијских процеса је немогуће постићи 100 завршетак одсто. Њихова брзина опада са порастом овог индекса до тренутка када је систем достиже динамичку равнотежу (кад не догоди укупно одговор или промјена у саставу). Суштина равнотеже у већини система је мања од 100% Завршетак процеса. Из тог разлога је неопходно да процес раздвајања као што је дестилација, да раздвоји преостале реагенаса или нуспроизвода циља. Ови реагенси могу се понекад поново користити на почетку процеса, на пример, као што је Хабер процеса.

Примена ЕПА

реактори чеп користи за хемијску конверзију једињења током кретања кроз систем, налик цев, у сврху обимног, брзе, хомогених или хетерогених реакција, континуалним производним процесима и када ослобађањем велике количине топлоте.

Идеална ПФР има фиксно време боравка, односно, било течност (клип) стиже у тренутку т, оставља у времену т + τ, где је τ - .. Ресиденце време у фабрици.

Хемијски реактори овог типа поседују висок ниво перформанси током дужих временских периода, као и одличан пренос топлоте. Недостаци ПФР је тешкоћа праћење температуре процеса који може довести до нежељених температурних разлика и њихово вишој цени.

katalitički реактори

Иако јединице ове врсте често се спроводе у облику ЕПА, они захтевају сложеније бригу. Стопа каталитичког реакције је пропорционална количини катализатора у контакту са хемикалијама. У случају чврстог катализатора и течног реактанта је пропорционалан брзини процеса доступних позивних, уласком хемикалија и производа, а избор зависи од присуства турбулентно мешање.

Каталитички Реакција је заправо често мулти-корак. Не само почетни реактанти реагују са катализатором. Са њим реагују и неки од интермедијера.

Понашање катализатора је такође важна у кинетику овог процеса, нарочито у високим петрохемијске реакцијама, јер су деактивирани синтеровањем, коксовање и сличним процесима.

Примена нових технологија

САР се користи за конверзију биомасе. У експериментима реактора високог притиска се користе. Притисак у њима може да достигне 35 МПа. Коришћење више величина да мења време задржавања од 0.5 до 600 секунди. Да достигне температуру од најмање 300 ° Ц се користи са електричним грејаним реакторима. феед биомаса се врши ХПЛЦ-пумпе.

ПСЦ аеросол наночестице

Постоји велико интересовање у синтези и употреба наночестица за разне сврхе, укључујући и високе легура и дебелослојног проводника за електронску индустрију. Остале апликације укључују мерење магнетног осетљивости, пренос у далеком инфрацрвеном и нуклеарне магнетне резонанце. За ове системе је потребно да се произведе контролисану величину честица. Њихов пречник обично у опсегу од 10 до 500 нм.

Због своје величине, облика и великом специфичном површином тих честица може да се користи за производњу козметичких пигмената, мембрана, катализатори, керамике, каталитички и фотокаталитичке реактора. Примери примене наночестица укључују СнО ₂ за угљен моноксид сензоре, ТиО ₂ влакна, СиО ₂ колоидни силицијум и оптичких влакана, Ц за карбон пуниоци у гумама, Фе за материјал за снимање, Ни батерије и, у мањим количинама, паладијум, магнезијум и бизмут. Сви ови материјали су синтетизовани у аеросол реакторима. У медицини, наночестице се користе за превенцију и лечење инфекције ране, вештачких костију имплантата, као и за снимање мозга.

екампле продуцтион

За алумина честице у атмосфери аргона, засићени металом се хлади у РАЦ 18 мм у пречнику и дугачак 0,5 м, температура 1600 ° Ц на 1000 ° Ц / с. Као пролазак гаса кроз реактор долази нуклеацију и раст глинице честица. Проток 2 дм ³ / мин и притисак је 1 атм (1013 Па). Како се гас хлади и покрет постане Суперзасићени, што доводи до појаве честица из судара и молекула паре на понавља док честица достигне критичну величину. Како се помера кроз гас суперзасићеног алуминијума молекули кондензовати на честицама, повећавајући њихову величину.