Kio estas la kemia reaktoroj? Tipoj de kemiaj reaktoroj

La kemia reakcio estas procedo kiu kondukas al la konvertiĝo de la reakciantoj. Ĝi karakterizas por ŝanĝoj, kaj ricevas unu aŭ pli produktoj krom komencante. Kemiaj reakcioj estas diversaj. Dependas de la tipo de reactivos, la rezultanta substanco, la kondiĉoj kaj tempo de sintezo, putriĝo, movo, isomerización, acida-alkalaj, redoksa, ktp kaj organikaj procezoj.

Kemiaj reaktoroj estas tanko destinita por efektivigi la reagojn por evoluigi la fina produkto. Ilia dezajno dependas de diversaj faktoroj kaj devus provizi la maksimuman rendimenton de la plej kosto efikaj maniero.

tipoj

Estas tri ĉefaj bazaj modeloj de kemiaj reaktoroj:

• Batch.
• Kontinua kirlis benzinujo (HPM).
• Kromprogramon fluo reaktoro (PFR).

Ĉi tiuj bazaj modeloj povas esti modifita laŭ la postuloj de la kemia procezo.

Batch reaktoro

La kemia unuoj de ĉi tiu tipo estas uzataj en batch procezoj je malgranda skalo produktado, longa reago tempo aŭ kie la plej bona selectividad estas atingita, kiel en iuj polimerización procezoj.

Por tiu celo, ekzemple, la enhavon de kiuj estas agitita neoksidebla ŝtalo vazo interna laborista klingojn, bobeloj de gaso aŭ per pumpiloj. Temperaturo kontrolo estas efektivigita per varmo interŝanĝo jakoj, irigacio fridujoj aŭ bombasto tra intercambiador de varmego.

Batch reaktoroj aktuale uzata en la kemiaj kaj manĝaĵo pretiganta industriojn. Ilia aŭtomatigo kaj optimumigo kreas kompleksecon, ĉar ĝi estas necesa por kombini kontinua kaj diskreta procezoj.

Duone batch kemiaj reaktoroj kombini laboron en kontinua kaj batch modaloj. Al Bioreactor, ekzemple, estas periode ŝarĝis kaj kontinue liberigas dióxido de karbono, kio devas esti kontinue forigita. Simile, kiam la cloración reago, kiam unu el la reakciantoj estas kloro gaso, se ne administris kontinue, la plejparto de evapora.

Por certigi grandan produktadon volumoj uzata ĉefe kemiaj reaktoroj aŭ kontinuan metalo vazo kun instiganto aŭ kontinuan fluon.

Kontinua kirlis tanko reaktoro

likva reactivos estas nutritaj al neoksidebla ŝtalo ujo. Por certigi taŭgan interago de ilia laboro klingo moviĝis. Tiel, en ĉi tiu tipo de reactor la reactivos estas kontinue nutritaj en la unua rezervujo (vertikala, ŝtalo), kaj poste ili eniros en la postaj, samtempe zorge miksi en ĉiu ŝipo. Kvankam la kunmetaĵo de la miksaĵo estas uniformo en ĉiu tanko en la sistemo kiel tuto koncentriĝo varias de ujo al ujo.

La averaĝa kvanto de tempo kiu la diskreta kvanto de reactivo pasigas en la benzinujo (loĝejo tempo) povas esti kalkulita nur per dividanta la volumeno de la ujo kun duona kapitalo indico de fluo therethrough. Atendis procento de finaĵo de la reago estas kalkulita uzante la kemia kinetiko.

Farita de neoksidebla ŝtalo tankoj aŭ alojoj kaj emajlecaj.

Iuj gravaj aspektoj de la DMI

Ĉiuj kalkuloj estas farita surbaze ideala miksaĵo. La reago daŭrigas al ritmo rilataj al la fina koncentriĝo. En ekvilibro, la fluo indico devus esti egala al la fluo indico, alie la rezervujo estas plena aŭ malplena.

Ofte ekonomie avantaĝa por labori kun pluraj seria aŭ paralela HPM. Neoksidebla ŝtalo tankoj kolektitaj en akvofalo de kvin aŭ ses unuoj povas konduti kiel kromprogramon fluo reaktoro. Tiu ebligas al la unua unuo por operacii kun pli alta koncentriĝo de reactivos kaj, konsekvence, pli alta rapido de reago. Ankaŭ, la rezervujo povas esti metitaj vertikala ŝtalo HPM pluraj stadioj, anstataŭ la procezoj kondukita en diversaj ŝipoj.

En horizontala multistage ekzekuto unuo dispartigita per vertikala vando murojn de malsama alteco, tra kiu la miksaĵo fluas akvofaloj.

Kiam la reakciantoj estas malbone miscibles aŭ substance malsamas en denseco de vertikala multistage reaktoro (vitro tegitan aŭ neoksidebla ŝtalo) en countercurrent modo. Tio estas efika por reigebla reagoj.

La malgranda fluidized lito estas tute miksitaj. Grandaj komercaj fluidized-lito reaktoro havas substance uniformo temperaturo sed miscible miksaĵoj kaj anstataŭigita ŝtato kaj pasema fluas therebetween.

Kemiaj fluo reaktoro

PFR - reactor (neoksidebla ŝtalo), en kio la unu aŭ pli likva reactivos estas pumpitaj tra pipon aŭ tubon. Ili estas nomitaj ankaŭ tubulares fluo. Ĝi povas havi multoblajn tuboj aŭ tuboj. La reactivos estas manĝigataj kontinue tra unu ekstremo, kaj la produktoj venis de alia. Kemiaj procezoj okazas kiel ĝi pasas miksaĵo.

La PFR reago rapido gradiento sistemo: la eniro estas tre alta, sed kun redukto en la koncentriĝo de reactivos kaj produktoj produktokvanto pliigis enhavo malrapidiĝas ĝia rapido. Tipe, dinamika ekvilibro estas atingita.

Tipaj estas la horizontala kaj vertikala orientiĝo de la reactor.

Kiam la postulata varmego transigo, la individuaj tuboj estas metitaj en la jako aŭ ŝelo kaj tubon intercambiador de varmego estas uzata. En la lasta kazo, la kemiaĵoj povas esti aŭ en la loĝejo aŭ en la tubo.

Ujoj el metalo kun granda diametro toberas aŭ simila banujoj PFR kaj vaste uzata. En iuj agordoj uzi axial kaj fluo radial, multoblajn membranojn kun integrita varmego, horizontala aŭ vertikala pozicio de la reactor kaj tiel plu.

Vazo kun reactivo plenigxu de inerta aŭ kataliza eroj afero por pliigi la interfacial kontakton en la heterogenaj reago.

La graveco de la PFR estas ke la ŝtonoj ne konsideri la vertikala aŭ horizontala miksado - tio signifas la terminon "ŝtopilo fluo". La reactivos povas esti prezentita en la reaktoro ne nur la eniro. Tiel, ĝi eblas atingi pli altan efikecon de la EPA aŭ redukti lian grandecon kaj koston. Rendimento PSC estas kutime pli alta ol tiu de la NRM de la sama volumo. Por egala valoroj de volumo kaj tempo en la reagon piŝto reaktoroj havos pli altan procenton de kompletigo ol en agregaĵoj miksas.

dinamika ekvilibro

Por la plimulto de kemiaj procezoj ne eblas atingi 100 procentojn kompletigo. Ilia rapido malgrandiĝas kun pliigo tiu indekso ĝis la momento, kiam la sistemo atingas dinamikan ekvilibron (kiam la totala respondo aŭ ŝanĝo en la komponado ne okazas). La punkto de ekvilibro en la plimulto sistemoj estas malpli ol 100% kompletigo de la procezo. Tial estas necese fari la apartiga procezo kiel ekzemple distilado, disigi la ceteraj reactivos aŭ kromproduktoj de celo. Ĉi tiuj reactivos povas kelkfoje esti reuzata en la komenco de la procezo, ekz-e, kiel la Haber procezo.

La apliko de la EPA

Plug fluo reaktoroj uzitaj por kemia konvertiĝo de komponaĵoj dum ilia movado tra la sistemo, simila al tubo, por la celo de la granda, rapida, homogenaj aŭ heterogenaj reagoj, kontinua produktado procezoj kaj al la liberigi grandajn kvantojn de varmeco.

La ideala PFR havas fiksan loĝejon tempo, kio estas, iu likva (piŝto) alveni al tempo t, parto je tempo t + τ, kie τ - .. Residence tempo en la planto.

Kemiaj reaktoroj de tiu tipo posedi altajn nivelojn de efikeco super etendita periodoj de tempo, kaj ankaŭ bonega varmego transigo. La malavantaĝoj de PFR estas la malfacilaĵo de supervisar la temperaturo de la procezo kiu povas konduki al nedezirindaj temperaturo diferencoj, kaj ilia pli alta kosto.

kataliza reaktoroj

Kvankam unuoj de tiu tipo ofte estas implementado en la formo de la EPA, ili postulas pli kompleksa prizorgo. La indico de kataliza reago estas proporcia al la kvanto de katalizilo en kontakto kun kemiaĵoj. En la kazo de solida katalizilo kaj likva reactivo estas proporcia al la rapido de la procezoj disponebla areo, la enirejo en kemiaĵoj kaj produktoj, kaj la elekto dependas de la ĉeesto de turbula miksanta.

La kataliza reago estas fakte ofte multi-paŝo. Ne nur la komencan reactivos reagas kun la katalizilo. Kun li reagas kaj iuj de la intermediarios.

La konduto de la kataliziloj estas ankaŭ grava en la kinetiko de ĉi tiu procezo, precipe en altaj petrolkemiaj reagoj, kiel ili estas senaktivigita de sinterización, Coking kaj similaj procezoj.

Apliko de novaj teknologioj

SAR estas uzata por la konvertiĝo de biomaso. En la eksperimentoj de alta premo reaktoroj estas uzataj. La premo en ili povas atingi 35 MPa. Uzante plurajn grandecojn varii la loĝejo tempo de 0,5 al 600 sekundoj. Atingi temperaturoj de pli ol 300 ° C estas uzata kun elektre hejtita reaktoroj. biomaso-servo estas farita fare HPLC-pumpiloj.

PSC aerosol nanopartikloj

Ekzistas konsiderinda intereso en la sintezo kaj la uzo de nanopartikloj por diversaj celoj, inkluzive de alta alojoj kaj densa filmo direktoroj por la elektronika industrio. Aliaj aplikoj inkludas mezuron de magneta malsaniĝemeco, transdono en la fora transruĝa kaj nuklea magneta resono. Ĉar tiuj sistemoj estas necesaj por produkti kontrolita partiklo grandeco. Ilia diametron kutime en la gamo de 10 al 500 nm.

Pro lia grandeco, formo kaj alta specifa surfaca areo de ĉi tiuj eroj povas esti uzata por la produktado de kosmetikaj pigmentoj, membranoj, kataliziloj, ceramiko, kataliza kaj photocatalytic reaktoroj. Apliko ekzemploj de nanopartikloj inkludas Sno ₂ por CO sensores, _TiO2 fibroj, SiO ₂ koloida siliko kaj optikaj fibroj, C por karbono kompletigoj en pneŭoj, Fido por la registrado materialo, Nek baterio kaj, en pli malgrandaj kvantoj, paladio, magnezio kaj bismuto. Ĉiuj ĉi tiuj materialoj estas sintezitaj en aerosol reaktoroj. En medicino, nanopartikloj estas uzataj por la prevento kaj kuracado de serpentumis infektojn, artefarita osto enplantas, kaj ankaŭ por bildigo de la cerbo.

ekzemple produktado

Por alúmina partikloj sub argono rivereto, saturita la metalo estas malvarmetigita en la RAC 18 mm de diametro kaj 0,5 m longa, la temperaturo 1600 ° C ĉe 1000 ° C / s. Kiel la gaso pasejo tra la reaktoro venas nucleación kaj kresko de alúmina partikloj. La fluo kurzo de 2 dm ³ / min kaj la premo estas 1 atm (1013 Pa). Ĉar la gaso estas malvarmigita kaj la movado faras sobresaturada, kiu kondukas al la apero de partikloj de kolizioj kaj vaporon molekuloj por ripetita ĝis la partiklo atingas kritika grandeco. Kiel ĝi moviĝas tra la gaso sobresaturada aluminio molekuloj condensan al la partikloj, pliigante lia grandeco.