ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Виды химических реакторов из "Общая химическая технология" Химический реактор - устройство, предназначенное для проведения в нем химических превращений. [c.84] Химический реактор - понятие обобщенное, относится к реакторам, колоннам, башням, автоклавам, камерам, печам, контактным аппаратам, полимеризаторам, дожигателям, гидрогенизаторам, окислителям и другим аппаратам, названия которых происходят из-за их назначения или даже внешнего вида. Общий вид реактора и схемы некоторых из них приведены на рис. 4.1. [c.84] Емкостной реактор 1 оснащен мешалкой, которая перемешивает реагенты (чаще жидкости, суспензии), помещаемые внутрь аппарата. Температурный режим поддерживается с помощью теплоносителя, циркулирующего в рубашке реактора или во встроенном в него теплообменнике. После проведения реакции продукты выгружают, и после очистки реактора цикл повторяется. Процесс периодический. [c.84] Емкостной реактор 2 является проточным, т.к. реагенты (чаще газ, жидкость, суспензия) непрерывно проходят через него. Газ барботиру-ет через жидкость. [c.84] Колонный реактор 5 характеризуется отношением высоты к диаметру, которое для промышленных реакторов составляет 4—6 (в емкостных реакторах это отношение около 1). Взаимодействие газа и жидкости такое же, как в реакторе 2. [c.84] Насадочный реактор 4 оснащен кольцами Рашига или другими небольшими элементами — насадкой. Взаимодействуют газ и жидкость. Жидкость стекает по насадке, а газ движется между элементами насадки. [c.84] Реакторы 5-8 в основном используют для взаимодействия газа с твердым реагентом. [c.84] Реакторы 6-( модифицированы таким образом, чтобы и по твердому реагенту процесс являлся непрерывным. Твердый реагент продвигается вдоль вращающегося наклонно установленного круглого реактора били просыпается через реактор 7. В реакторе газ подается снизу под большим давлением так, что твердые частицы оказываются во взвешенном состоянии, образуя псевдоожиженный, или кипящий, слой, обладающий некоторыми свойствами жидкости. [c.85] Реакторы 5 и 9 используют также для проведения процессов на твердом катализаторе. [c.86] Трубчатый реактор 10 часто применяют для осуществления высокотемпературных гомогенных реакций, в том числе в вязкой жидкости (например, пиролиз тяжелых углеводородов). Нередко такие реакторы называют печами. [c.86] Многослойный реактор 11 оснащен системой, позволяющей охлаждать или нафевать реагент, находящийся между несколькими слоями твердого вещества, выполняющего роль, например, катализатора. На рисунке показано охлаждение исходного газообразного вещества холодным газом, введенным между верхними слоями катализатора, и теплоносителем через систему теплообменников, помещенных между другими слоями катализатора. [c.86] Многослойный реактор 12 предусмотрен для проведения в нем газожидкостных процессов. [c.86] Приведенные на рис. 4.1 схемы отображают лишь часть при 1еняе-мых в промышленности реакторов. Однако проведенная далее систематизация конструкций реакторов и протекающих процессов, позволяет разобраться и провести исследование в любом из них. [c.86] Для всех реакторов характерны общие структурные элементы, представленные в реакторе на рис. 4.2, аналогичном 11-му на рис. 4.1. [c.86] Реакционную зону 1, в которой протекает химическая реакция, представляют несколько слоев катализатора. Она есть во всех реакторах в реакторах 1-3 на рис. 4.1 - это слой жидкости, в реакторах 4, 5, 7 - слой насадки или твердого компонента, в реакторах 6, 8 - часть объема реактора с твердым компонентом, в реакторах 9, 10- внутренний объем трубок, где протекает реакция. [c.86] Исходная реакционная смесь подается через верхний штуцер. Чтобы обеспечить равномерно распределенное прохождение газа через реакционную зону, обуславливающее однородный контакт реагентов, установлен распределитель потока. Это — устройство ввода 2. В реакторе 2 на рис. 4.1 распределителем газа является барботер, в реакторе 4 — разбрызгиватель. [c.86] КОВ ИЛИ через внутреннюю поверхность рубашки реактора (аппарат 1 на рис. 4.1), либо через стенки труб в реакторах 9, 10. Реактор может быть оснащен устройствами разделения потоков. [c.87] Продукты выводятся через выходное устройство 5. [c.87] В теплообменниках и устройствах ввода, вывода, смешения, разделения, распределения потоков протекают физические процессы. Химические реакции осуществляются в основном в реакционных зонах, которые будут дальнейшим объектом исследования. Процесс, происходящий в реакционной зоне, представляет собой совокупность частных этапов, которые схематически показаны на рис. 4.3 ддя каталитического и газожидкостного взаимодействия. [c.87] На рис. 4.3, б представлен процесс в слое жидкости, через который барботирует газ. Между пузырями (/) газа и жидкостью происходит массообмен реагентами (2). Динамика жидкости складывается из движения около пузырей 3 и циркуляции в масштабе слоя (4). Первое -подобно турбулентной диффузии, второе аналогично циркуляционному конвективному движению жидкости через реакционную зону. В жидкости и, в общем случае, в газе протекает химическое превращение (5). [c.88] Вернуться к основной статье