UA-119594917-1
Бесплатная
ДОСТАВКА ПРИ ЗАКАЗЕ ОТ 150 000 рублей

Химический реактор, подробное описание

Химический реактор, подробное описание
21 August
2018

Химический реактор – является основным звеном цепи технологической схемы, в котором осуществляется химическая реакция и сопутствующие ей физические процессы.

Изготовление химических реакторов на заказ в интернет-магазине Mosplast.com от компании "Планета Дом".

Современные химические реакторы представляют собой сложный аппарат, имеющий множество устройств и механизмов, позволяющих выполнять различные операции по проведению, ускорению, контролю протекающих химических и сопутствующих физических процессов. В основном все химические реакторы имеют загрузочно-разгрузочное устройство, теплообменные устройства для поддержания теплового режима процесса, перемешивающее или иное устройство для обеспечения качественного смешивания содержащихся веществ, систему контрольно-измерительных приборов и другие приспособления, позволяющие соблюдать технологический процесс и контроль при производстве.

Химические реакторы характеризуют набором габаритных и технологических параметров.

Габаритные параметры – это объем, диаметр, высота реактора, число трубок, тарелок, вентиляционных патрубков и т.п.

Технологические параметры – это состав, температура, скорость потока реагентов (параметры входа) и продуктов (параметры выхода), а также параметры тепло- и хладагентов необходимых для технологии.

Химические реакторы различаются на стационарный (установившийся) и нестационарный режимы работы реактора.

При стационарном режиме в реакторе не происходит накопления вещества или тепла, то есть производные концентрации реагентов и температуры во времени равны нулю. Стационарный режим характерен для реакторов, работающих в непрерывном режиме.

При нестационарном режиме в реакторе накапливается вещество или тепло.  Нестационарный режим характерен для периодических реакторов или для непрерывных реакторов в стадии пуска или остановки.

Каждый работающий химический реактор индивидуален и имеет определенный концентрационный и температурный режим. Концентрационный режим – это поддержание оптимальной концентрации реагентов по объему (длине) реактора или по времени. Температурный режим – это поддержание оптимальной температуры по объему (длине) реактора или по времени.

Основные требования к промышленным реакторам:

1.   Высокая производительность

2.   Высокая селективность

3.   Низкие энергетические затраты

4.   Надежность регулирования и установки технологического режима

5.   Простота обслуживания

6.   Безопасность работы

7.   Низкая стоимость.

Эффективность работы химического реактора зависит от его конструкции, назначения и режима осуществления в нем процесса.

Работу химического реактора оценивают по следующим показателям:

1.   Производительность;

2.   Интенсивность (средняя скорость, удельная производительность);

3.   Пропускная способность реактора;

4.   Коэффициент полезного действия – отношение объема, реактора, работающего в оптимальном режиме, к фактическому объему реактора.

Классификация химических реакторов по организационной структуре процесса (по способу подвода сырья и отвода продуктов):

1.   Химические реакторы непрерывного действия;

2.   Химические реакторы периодического действия;

3.   Химические реакторы полупериодического или полунепрерывного действия.

Периодические реакторы характеризуются единством места завершения всех стадий процесса. Исходное сырье загружают в реактор и через определенное время выгружают продукты реакции, затем все операции повторяют. Реактор работает циклически. Время одного цикла равно: [время одного цикла= время химической реакции + время вспомогательных операций].

Так как режим работы периодических реакторов нестационарный, качество продукции изменяется от партии к партии. Реакторы периодического действия обладают низкой производительностью, высокой материально и энергоемкостью, их сложно автоматизировать. Достоинствами этих реакторов является низкая стоимость и большая экономическая гибкость. Реакторы такого типа незаменимы при малотоннажном производстве продуктов широкого ассортимента, а также для отработки режимов процессов и исследования кинетических закономерностей.

Реакторы непрерывного действия (проточный) – это реакторы, в которых непрерывно загружается сырье и также непрерывно выгружаются продукты; все стадии процесса осуществляются параллельно и одновременно. В этих реакторах невозможно непосредственно изменить время реакции, поэтому пользуются понятием условного времени пребывания реагентов в реакторе.

Проточные реакторы характеризуются высокой производительностью, стационарностью работы, качеством продукции, позволяют рационально использовать энергию, легко автоматизировать процесс. Их недостатками является трудность запуска и установки, поэтому проточные реакторы используются в случае крупнотоннажных производств.

Реакторы полунепрерывного и полупериодического действия - это различные комбинации непрерывной и периодической организации работы реактора:

1)   По гидродинамическому режиму:

1.   Реакторы смешения;

2.   Реакторы вытеснения.

В реакторах смешения конвективный перенос реагентов происходит путем интенсивного перемешивания, например, механической мешалкой или циркуляционным насосом. Интенсивность конвективного переноса определяется скоростью вращения мешалки

В реакторах вытеснения перемешивания нет, а конвективный перенос реагентов осуществляется путем направленного движения потока реакционной смеси вдоль оси реактора. Интенсивность конвективного переноса определяется линейной скоростью движения потока.

2)   По тепловому режиму:

1.   Адиабатические;

2.   Изотермические;

3.   Политропические.

В адиабатических реакторах отсутствует теплообмен с окружающей средой и весь тепловой эффект реакции расходуется на изменение температуры реакционной смеси. Это идеальный реактор, несмотря на то, что такой тепловой режим практически нереализуем.

В изотермических реакторах обеспечивается такой теплообмен с окружающей средой, который компенсирует полностью тепловой эффект реакции. В результате температура реакционной смеси остается строго постоянной. Это тоже идеальный реактор, хотя на практике такое осуществить очень трудно. Близко к изотермическому режиму работают реакторы, в которых проводят процессы с очень малыми тепловыми эффектами или очень малой скоростью реакции, а также процессы, протекающие в растворе, где концентрация реагентов небольшая и тепло аккумулируется большим объемом растворителя.

Ближе к реальным условиям работы относится модель политропического реактора, в котором тепловой эффект химической реакции частично компенсируется за счет теплообмена с окружающей средой, а частично – за счет изменения температуры реакционной смеси.

3)   По фазовому составу реакционной смеси:

1.   Химические реакторы для проведения гомогенных процессов (газофазных и жидкофазных);

2.   Химические реакторы для проведения гетерогенных процессов;

3.   Химические реакторы для проведения гетерогенно-каталитических процессов (контактные аппараты).

 

4)   По конструктивным характеристикам:

1.   Ёмкостные реакторы;

2.   Колонны;

3.   Трубчатые реакторы;

4.   Печи (реакторы для высокотемпературных процессов)

Материальный баланс реактора

Материальный баланс – это равенство прихода и расхода вещества в реакторе или в процессе. Теоретической основой составления материальных балансов является закон сохранения материи М.И. Ломоносова.

Вы можете заказать изготовление химических реакторов заказ в интернет-магазине Mosplast.com от компании "Планета Дом".