Unsa ang kemikal nga reactor? Matang sa kemikal reactor

Ang kemikal nga reaksyon mao ang usa ka proseso nga mosangpot ngadto sa sa pagkakabig sa mga reactants. Kini gihulagway pinaagi pagbag-o, nga magahatag sa usa o labaw pa nga mga produkto sa uban nga kay sa sugod. Kemikal nga mga reaksiyon ang mga lain-laing mga. Kini nag-agad sa matang sa reactants, ang mga resulta bahandi, sa mga kahimtang ug mga panahon sa kalangkuban, kadugta, dislokasyon, isomerization, acid-alkali, redox, ug uban pa ug organic nga mga proseso.

Kemikal nga reactor mga tangke alang sa pagtuman sa mga reaksyon aron sa pagpalambo sa katapusan nga produkto. Ang ilang disenyo nag-agad sa nagkalain-laing mga mga butang ug kinahanglan paghatag sa maximum abot sa labing epektibo nga gasto nga paagi.

matang

Adunay tulo ka mga nag-unang sukaranan nga mga modelo sa kemikal reactor:

• Batch.
• Padayon nga gipagubot tank (HPM).
• Sampong-agos reactor (PFR).

Kini nga mga nag-unang mga modelo mahimong giusab sumala sa gikinahanglan sa proseso sa kemikal.

batch reactor

Ang kemikal nga mga yunit sa niini nga matang nga gigamit sa batch proseso sa usa ka gamay nga scale produksyon, usa ka dugay nga panahon reaksyon o diin ang mga labing maayo nga selectivity makab-ot, ingon sa pipila ka mga proseso polymerization.

Tungod niini nga katuyoan, alang sa panig-ingnan, ang mga sulod nga mga mahimutang stainless steel sudlanan internal working blades, gas bula o pinaagi sa mga bomba. Temperatura sa kontrol nga gidala sa gawas pinaagi sa kainit exchange jacket, irigasyon refrigerators o pumping pinaagi sa usa ka kainit exchanger.

Batch reactors karon nga gigamit sa kemikal ug pagproseso sa pagkaon industriya. Ang ilang automation ug pagkamalaumon nagmugna komplikado, tungod kay kini mao ang gikinahanglan nga sa combine padayon ug magkalahi nga mga proseso.

Semi-batch kemikal reactors combine buhat sa padayon nga ug batch paagi. Usa ka bioreactor, alang sa panig-ingnan, ang matag loaded ug padayon nga mipagawas carbon dioxide, nga kinahanglan nga padayon nga gikuha. Sa susama, sa diha nga ang chlorination reaksyon, sa diha nga ang usa sa mga reactants mao ang chlorine gas, kon dili nangalagad padayon, ang kinabag-an sa kini evaporates.

Aron sa pagsiguro sa dako nga volume sa produksyon nga gigamit sa panguna kemikal reactor o padayon nga metal nga sudlanan uban sa usa ka stirrer o sa usa ka padayon nga dagan.

Padayon nga gipukaw tank reactor

liquid reactants gipakaon sa usa ka stainless steel sudlanan. Aron sa pagsiguro sa husto nga interaction sa ilang pagtrabaho sulab agda. Mao kini ang, sa niini nga matang sa reactor sa reactants nga padayon gipakaon ngadto sa unang reservoir (bertikal, steel), ug dayon sila og ngadto sa sunod-sunod nga, dungan sa pag-ayo sa pagsagol sa matag sudlanan. Bisan tuod nga ang komposisyon sa mga sagol nga mao ang uniporme sa matag tangke sa sistema sa ingon nga sa usa ka bug-os nga konsentrasyon magkalahi gikan sa sudlanan ngadto sa sudlanan.

Ang average nga kantidad sa panahon nga ang magkalahi nga kantidad sa reactant mogahin sa tangke (pinuy-anan sa panahon) mahimong makalkulo lamang pinaagi sa pagbahin sa gidaghanon sa mga sudlanan sa usa ka average nga volumetric rate sa dagan therethrough. Gilauman nga porsiyento sa pagkompleto sa reaksiyon gikalkulo sa paggamit sa mga kemikal nga Kinetics.

Nga hinimo sa stainless steel tanks o mga sinubong ug enamelled.

Pipila ka importante nga mga bahin sa DMI

Ang tanan nga mga kalkulasyon gihimo base sa usa ka sulundon nga mix. reaksyon Ang nagagula sa usa ka rate nga may kalabutan sa sa katapusan nga konsentrasyon. Sa normal nga mga buluhaton, sa dagan rate kinahanglan nga sama sa dagan rate, kon dili ang reservoir mao ang bug-os nga o walay sulod.

Kasagaran ekonomiya mapuslanon sa pagtrabaho uban sa pipila ka serial o susama HPM. Stainless steel tanks nga nakolekta sa usa ka pagbusay sa lima ka o unom ka mga yunit mahimong magagawi ingon sa usa ka plug dagan reactor. Kini nagtugot sa unang yunit sa pag-operate sa usa ka mas taas nga konsentrasyon sa mga reagents ug, sa ingon, sa usa ka mas taas nga rate nga reaksyon. Usab, ang reservoir aron ibutang bertikal steel HPM pipila ka yugto, sa baylo nga sa mga proseso nga gipahigayon sa nagkalain-laing mga sudlanan.

Sa pinahigda multistage pagpatay yunit partisyon sa pinatindog nga pagbulag, pagkabahin paril sa lain-laing mga gitas-on, nga pinaagi niini ang mga sagol nga nagapaagay mobul.

Sa diha nga ang reactants mga mangil-ad miscible o sa kinadak lahi sa Densidad sa usa ka bertikal multistage reactor (bildo-lined o stainless steel) sa usa ka countercurrent mode. Kini mao ang epektibo alang sa mausab mga reaksiyon.

Ang gamay nga Fluidized Bed mao ang hingpit nga sinaktan. Dako nga komersyal nga Fluidized-higdaanan reactor nga adunay usa ka sa kinadak uniporme temperatura apan miscible sagol ug gipulihan estado ug lumalabay nagapaagay therebetween.

Kemikal nga dagan reactor

PFR - sa usa ka reactor (stainless steel), diin ang usa o labaw pa liquid reactants mga pumped pinaagi sa usa ka flauta o tube. Sila usab gitawag tubular dagan. Kini mahimong adunay daghang mga tubo o mga tubo. Ang reactants mga gipakaon padayon pinaagi sa usa ka tumoy, ug ang mga produkto nga gikan sa usa. Kemikal nga proseso sa pagkuha sa dapit ingon nga kini moagi sagol.

Ang PFR reaksyon tulin, kabad pagdulhog sistema: ang bukana hataas kaayo, apan uban sa usa ka pagkunhod sa konsentrasyon sa reactants ug produkto nga ani misaka sulod mohinay sa iyang speed. Kasagaran, dinamikong panimbang nga makab-ot.

Tipikal nga mao ang mga pinahigda ug bertikal nga orientasyon sa reactor.

Sa diha nga ang gikinahanglan nga kainit pagbalhin, ang tagsa-tagsa nga tubo nga gibutang sa jacket o kabhang ug tube kainit exchanger gigamit. Sa ulahing mga kaso, ang mga kemikal mahimong bisan sa housing o sa plawta.

Sudlanan sa metal sa usa ka dako nga diametro nozzles o susama nga bathtubs PFR ug kaylap nga gigamit. Sa pipila ka mga porma sa paggamit axial ug radyal dagan, daghang membrane uban sa integrated exchanger kainit, pinahigda o bertikal nga posisyon sa reactor ug sa ingon sa.

Sudlanan uban sa usa ka reagent mahimo nga mapuno uban sa inert o catalytic nga butang aron sa pagdugang sa interfacial kontak sa heterogeneous reaksyon.

Ang kamahinungdanon sa PFR mao nga ang mga kalkulasyon dili ngadto sa asoy sa mga bertikal o pinahigda pagsagol - kini mao ang gipasabot sa termino nga "sampong dagan". Ang reactants mahimong gipaila-ila ngadto sa reactor dili lamang sa bukana. Busa, kini mao ang posible nga sa pagkab-ot sa mas taas nga efficiency sa EPA o pagpakunhod sa iyang gidak-on ug gasto. Performance PSC mao ang kasagaran mas taas kay sa sa kinaiyanhong kahinguhaan sa sa sama nga gidaghanon. Kay managsama nga mga prinsipyo sa gidaghanon ug sa panahon sa mga reactors reaksyon piston makabaton sa usa ka mas taas nga porsiyento sa pagkompleto kay sa aggregates pagsagol.

dinamikong panimbang

Kay ang kadaghanan sa mga kemikal nga mga proseso mao ang imposible nga makab-ot ang 100 porsiyento nga mahuman. Ang ilang speed pagminus, mga pagmobu uban sa usa ka dugang niini nga index sa sa higayon nga sa diha nga ang sistema ot sa usa ka dinamikong panimbang (sa diha nga ang kinatibuk-ang tubag o kausaban sa mga komposisyon dili mahitabo). Ang punto sa panimbang diha sa kadaghanan sa mga sistema mao ang dili kaayo kay sa 100% pagkompleto sa proseso. Tungod niini nga rason nga kini mao ang gikinahanglan aron sa paghimo sa proseso sa panagbulag sama sa distillation, aron sa pagbulag sa nabilin nga reagents o sa-mga produkto sa target. Kini nga mga reagents usahay balik sa sinugdan sa proseso, pananglitan, sama sa proseso Heber.

Ang paggamit sa mga EPA

Sampong dagan reactors nga gigamit alang sa kemikal nga pagkakabig sa mga compounds sa panahon sa ilang kalihukan pinaagi sa sistema sa, sama sa usa ka tube, alang sa katuyoan sa dako nga-scale, pagpuasa, pare-pareho o heterogeneous mga reaksiyon, padayon nga proseso sa produksyon ug sa diha nga pagpagawas sa dako nga kantidad sa kainit.

Ang sulundon PFR adunay usa ka pihong pinuy-anan sa panahon, ie, sa bisan unsa nga liquid (piston) abot sa panahon t, kini mga dahon sa panahon t + τ, diin τ - .. pinuy-anan sa panahon sa tanum.

Kemikal nga reactor sa niini nga matang sa pagpanag-iya taas nga lebel sa performance sa gitunol nga mga yugto sa panahon, ingon man sa labing maayo nga pagbalhin sa kainit. Ang mga disadvantages sa PFR mao ang kalisud sa pag-monitor sa temperatura sa sa proseso nga mosangpot sa dili maayong temperatura kalainan, ug ang ilang mas taas nga gasto.

catalytic reactor

Bisan tuod mga yunit sa niini nga matang sa kanunay nga gipatuman diha sa porma sa mga EPA, nagkinahanglan sila mas komplikado nga pag-atiman. Ang rate sa catalytic reaksiyon mao ang nagkaigo sa kantidad sa paagi sa kontak uban sa mga kemikal. Sa kaso sa usa ka lig-on nga catalyst ug liquid reactant mao ang nagkaigo sa speed sa mga proseso nga anaa dapit, sa pagsulod sa mga kemikal ug mga produkto, ug ang pagpili nag-agad sa presensya sa gubot nga pagsagol.

Ang catalytic reaksyon mao ang tinuod kanunay nga ang usa ka multi-lakang. Dili lamang ang mga inisyal nga reactants reaksiyon sa kausaban. Uban kaniya reaksiyon ug ang uban sa mga intermediates.

Ang kinaiya sa mga catalysts usab nga importante sa mga Kinetics sa niini nga proseso, ilabi na sa mga hatag-as petrochemical mga reaksiyon, ingon nga sila gi-deactivate sa sintering, coking ug sa susamang proseso.

Paggamit sa bag-ong mga teknolohiya

SAR gigamit alang sa pagkakabig sa biomass. Sa mga eksperimento sa taas nga presyon sa reactor gigamit. Ang pagpit-os sa ila mahimo sa pagkab-ot sa 35 MPA. Pinaagi sa paggamit sa daghang mga gidak-on sa lainlain ang pinuy-anan sa panahon gikan sa 0,5 ngadto sa 600 ka segundos. Aron pagkab-ot sa mga temperatura sa sobra sa 300 ° C gigamit sa kuryente naandan nga kainit reactor. biomass feed ang gihimo sa HPLC-bomba.

PSC aerosol nanoparticles

Adunay igo nga interes sa pagtipo ug sa paggamit sa mga nanoparticles alang sa mga nagkalain-laing mga katuyoan, lakip na ang hatag-as nga mga sinubong ug sa usa ka mabaga nga konduktor pelikula alang sa mga electronics sa industriya. Ang ubang mga aplikasyon naglakip sa sukod sa magnetic susceptibility, transmission sa halayo infrared ug nukleyar nga magnetic resonance. Kay kini nga mga sistema sa kini mao ang gikinahanglan nga sa pagmugna sa usa ka kontrolado nga gidak-on nga tipik. Ang ilang diametro kasagaran sa laing mga 10 ngadto sa 500 nm.

Tungod sa ilang gidak-on, porma ug hatag-as nga piho nga nawong nga dapit niini nga mga partikulo mahimong gamiton alang sa produksyon sa cosmetic kolor, putus, catalysts, seramiko, catalytic ug photocatalytic reactor. Paggamit mga panig-ingnan sa mga nanoparticles naglakip sa SnO ₂ alang sa carbon monoxide sensor, tio ₂ lanot, Sio ₂ colloidal silica ug optical lanot, C alang sa carbon fillers sa ligid, Fe alang sa materyal nga recording, Ni battery ug, sa mas gamay nga kantidad, Palladium, magnesium ug bismuth. Ang tanan niini nga mga materyal artipisyal sa aerosol reactor. Sa medisina, nanoparticles gigamit alang sa paglikay ug pagtambal sa samad infections, artipisyal nga bukog bugon, ingon man alang sa imaging sa utok.

nga panig-ingnan sa produksyon

Kay alumina partikulo sa ilalum sa usa ka argon sapa, saturated uban sa mga metal nga cooled sa RAC 18 mm diha sa diametro ug 0,5 m dugay, ang temperatura 1600 ° C sa 1000 ° C / s. Samtang ang gas nga agianan pinaagi sa reactor moabut nucleation ug pagtubo sa alumina partikulo. Ang dagan rate sa 2 g ³ / min ug ang pagpit-os mao ang 1 ATM (1013 Pa). Ingon nga ang gas nga cooled, ug ang mga kalihukan mahimong supersaturated, nga mosangpot ngadto sa sa pagtunga sa mga partikulo gikan sa panagbangga ug inalisngaw molekula sa gisubli hangtud nga ang tipik ot sa usa ka kritikal nga gidak-on. Ingon nga kini nagalihok pinaagi sa gas supersaturated aluminum molekula ok sa ibabaw sa mga partikulo, pagdugang sa ilang gidak-on.