Реактор непрерывного действия полного смешения

Рис. 3. Реактор непрерывного действия полного смешения.

Режим движения реагентов. По режиму движения реагентов различают два предельных типа реакторов непрерывного действия идеального вытеснения и полного (идеального) смешения (перемешивания). [c.78]

Реакторами идеального (полного) смешения называются реакторы непрерывного действия, в которых осуществляется турбулентный гидродинамический режим. В них потоки реагентов смешиваются друг с другом и с продуктами химического превращения. В РИС-Н параметры, движущая сила процесса и скорость процесса постоянны по объему реактора (то есть во времени), причем отклонение средней движущей силы от постоянного значения равно нулю (рис. 10.146). [c.122]

Пусть в реакторе непрерывного действия полного смешения исходное вещество А реагирует с образованием конечных продуктов В и С. Примем в качестве возможных схему с последовательными реакциями [c.123]

Анализ роста биомассы в любом проточном биореакторе, работающем в непрерывном режиме, включает определение характеристик потока в биореакторе и кинетики происходящих в нем биологических процессов. Характеристики потока во всех реакторах непрерывного действия могут быть описаны по типу распределения времени пребывания субстрата в реакторе. Двумя крайними случаями распределения времени пребывания являются реактор идеального вытеснения и реактор полного смешения. При работе в однофазной системе можно представить существование как этих крайних случаев, так и множества промежуточных ситуаций. Однако дать ответ на вопрос о типе перемешивания в биореакторах, в которых происходят микробные процессы, гораздо сложнее. Пока есть возможность работать с дискретно диспергированными в жидкости клетками, в условиях идеального крупномасштабного перемешивания, существенные градиенты будут иметь место только в малых локальных зонах. Поэтому в случае бактериальных суспензий в биореакторах [c.105]

Расчет одноступенчатого реактора непрерывного действия полного смешения. Так как концентрация в реакторе полного смешения равна выходной, вычислим скорость реакции для смеси с конечными концентрациями, используя данные вышеприведен-ной таблицы. По уравнению (V. 46) [c.103]

Полагая в (IV, 19) м= 1, получим время пребывания молекул в одиночном реакторе непрерывного действия полного смешения в зависимости от заданной степени превращения 11 [c.58]

Для реакторов непрерывного действия полного смешения, в которых при условии установившегося процесса концентрация по всему реакционному объему одинакова и неизменна, скорость химической реакции есть отнесенное к объему реактора количество молей прореагировавшего вещества, проходящего через реактор в единицу времени [c.9]

Рис. 2. Изменение концентрации в непрерывно действующем реакторе полного смешения а — во времени б — по длине.

Рис. т. 52. Изменение концентрации компонента во времени и по длине в реакторах периодического действия (а), непрерывного действия полного смешения (б) и непрерывного действия полного вытеснения (в). [c.127]

Рис. 9. Схема каскада непрерывно действующих реакторов полного смешения.

Для математического описания и общности расчета реакторов удобно классифицировать их следующим образом 1) периодического действия полного смешения 2) непрерывного действия полного смешения 3) непрерывного действия полного вытеснения. [c.8]

Для наглядности равенства (11.35) и (11.37), связывающие X и у при = 1, а также значение величины селективности V изображены в виде кривых на треугольной диаграмме (рис. 12). Из анализа кривых следует, что с увеличением степени превращения X скорость побочной реакции увеличивается, при этом селективность уменьшается в обоих типах реакторов, всегда оставаясь меньшей в реакторе полного перемешивания. Например, при степени превращения X = 0,6 селективность процесса в реакторе полного вытеснения составляет 0,61, а в реакторе полного смешения — только 0,4. Снижение селективности наблюдается и при переходе от реактора периодического действия к реактору непрерывного действия, что весьма существенно при моделировании и объясняется различным уровнем концентрации целевого продукта в начальный и конечный моменты времени пребывания в аппарате. [c.34]

Реактор непрерывного действия с мешалкой. Уравнения материального и теплового балансов непрерывно действующего реактора полного смешения ничем не отличаются от соответствующих уравнений (Н,40) и (11,41) для рассмотренного выше реактора с псевдоожиженным слоем катализатора, работающего в режиме полного перемешивания. Поскольку изменение объема в данном случае можно не учитывать, то наиболее удобным из уравнений (11,40) является уравнение (П,40в), в котором используются объемные концентрации. [c.48]

Реакторы периодического и непрерывного действия. Реакторы периодического действия работают при нестационарном технологическом режиме. При этом независимо от степени перемешивания реагирующих масс изменяются во времени не только концентрации реагентов, но и температура, давление, а соответственно и константа скорости процесса. Если периодический реактор работает в режиме полного смешения, то время, необходимое для достижения заданной степени превращения, рассчитывается по характеристическому уравнению (П1.57), которое совпадает с ха-, рактеристическим уравнением реактора идеального вытеснения (П1.18). Следовательно, если были бы возможны одинаковые условия проведения процесса в реакторах периодического действия и идеального вытеснения, то их объемы были бы равны между собой. Однако условия протекания процессов в промышленных проточных реакторах, как правило, лучше, чем в периодических. [c.96]

Эффект неидеального перемешивания (функция распределения по временам удерживания отличается от гауссовой) в первом приближении может быть определен также с помощью смешаной модели Для описания работы реального аппарата объемом 5 м была использована модель, которая включала активный объем, работающий в режиме реактора непрерывного действия идеального смешения (85% полного объема), так называемый мертвый объем (15%) и обводную линию. Соотношение объемов и потоков подбиралось таким образом, чтобы распределение по временам удерживания для модели и реального аппарата совпадало. Очевидно, что этим условиям может удовлетворить множество различных моделей. Найти лучшую из них можно путем сравнения рассчитанных и экспериментальных величин конверсии и МВР. Моделирование на ЭВМ позволяет для подобных моделей оценить время выхода на стационарный режим, которое будет зависеть от величины мертвого объема и распределения потоков между активным и мертвым объемом. Другого типа модели могут включать элементарные объемы идеального смешения и вытеснения или набор элементарных периодических реакторов, соответствующих экспериментальной кривой распределения по временам удерживания для данного реактора. Этот подход можно считать оправданным при анализе режима и оптимизации существующих производств. При расчете реактора, по-видимому, более перспективным должен оказаться метод, основанный на использовании коэффициентов турбулентного переноса и ячеечных моделей В настоящее время можно только [c.347]

Проточный реактор непрерывного действия представляет собой систему с полным перемешиванием на макроуровне, работаюш,ую в стационарных условиях, что делает анализ такой системы чрезвычайно простым. В сущности, метод анализа включает количественное описание всех процессов, которые приводят к увеличению или уменьшению концентрации бактерий, лимитирующего субстрата и продуктов. Так как получение каких-либо целевых продуктов не является целью процесса очистки сточных вод, то соответствующая часть анализа здесь не приведена. Проточный биореактор полного смешения и непрерывного действия, в котором происходит рост бактерий, схематично показан на рис. 3.3. Предполагается, что объем жидкости в биореакторе [c.107]

Следствием этого является, с одной стороны, снижение степени превращения реагентов из-за проскока их через зону реакции, а с другой,—возможность дальнейшего (нежелательного) химического превращения полезного продукта реакции, находящегося слишком долго в реакционной зоне. Неравномерность пребывания частиц смеси в реакторе вызывает уменьшение к. п. д. аппарата полного смешения (непрерывного действия) по сравнению с аппаратами, работающими периодически. [c.29]

Режим движения жидкости в реакционной зоне реактора непрерывного действия близок к полному смешению. Для повышения скорости процесса и увеличения степени превращения реакторы устанавливают в виде каскада (рис. 6.30). [c.123]

Зависимость селективности от степени превращения позволяет выбрать оптимальную модель реактора для максимального выхода целевого продукта В (рис. 33). Выход продукта в реакторе идеального вытеснения или же реакторе смешения периодического действия определяется площадью под кривой зависимости 5в от х в непрерывно работающем реакторе полного смешения — площадью прямоугольника, равной 5в- а. Если селективность с увеличением степени превращения уменьшается (рис. 33,а,б), выход также будет уменьшаться. В этом случае площадь под кривой будет бoльuJe площади прямоугольника и, следовательно, предпочтителен реактор идельного вытеснения или реактор периодического действия. Каскад реакторов полного смешения (рис. 33,6) даст более высокий выход, чем единичный реактор полного смешения. Если с увеличением степени превращения селективность возрастает (рис. 33, е), то по заштрихованным площадям видио, что выход в реакторе полного смешения будет значительно выше, чем в реакторе идеального вытеснения или реакторе периодического действия. При этом использование каскада реакторов не рекоменду- [c.101]

Как отмечалось в 1.9, решение полных дифференциальных уравнений для реагирующего компонента (т. е. изучение переходного режима в непрерывно действующих реакторах смешения) представляет практический интерес при исследовании пускового периода, флуктуаций в работе реакторов и устойчивости их режима, а также з связи с автоматическим управлением. Решение этих уравнений здесь не приводится для частных случаев его можно найти в литературе 20—25]. Достаточно заметить, что под переходным режимом обычно понимают такое [c.95]

Основной недостаток разнообразных смесителей, упоминавшихся выше, — не всегда равномерное и полное смешение двух разнородных жидкостей. Это привело к созданию специальных непрерывно действующих механических смесителей-реакторов (дисперсионных контакторов) (фиг. 102). [c.307]

Реакторы для гетерогенных реакций в жидкой фазе, как правило, снабжены мешалками различных типов с теплообменными устройствами (обычно косвенного теплообмена). Эти реакторы с мешалками работают при режиме, близком к полному смешению, и подчиняются кинетическим закономерностям, характерным для реакций в гомогенной жидкости (см. гл. V). В промышленности применяют реакторы для несмешивающихся жидкостей периоди- ческого и непрерывного действия, единичные и объединенные в каскад (см. рис. 27, табл. 2 и табл. 6). Для жидкостного экстрагирования используют также насадочные и ситчатые колонны с противоточным движением жидкостей тяжелая — сверху вниз, а легкая — снизу вверх. [c.209]

При испытаниях на продолжительность работы катализатора необходимость поддержания условий, аналогичных промышленным, становится еще более важной. Без предшествующих многочисленных экспериментов было бы затруднительно оценить влияние необычных концентраций реагирующего вещества или температур реактора на срок службы катализатора. Хотя большинство промышленных реакторов не работает в дифференциальном режиме, в некоторых случаях для оценки каталитической активности во время работы могут быть использованы проточный дифференциальный реактор [19] и реактор полного смешения [20]. Циркуляционный реактор периодического действия и импульсный микрореактор не подходят для испытаний на срок службы катализатора, так как условия их работы сильно отклоняются от условий непрерывных промышленных процессов. [c.104]

Можно провести расчет трубчатого реактора на основе каскада реакторов смешения, если подробно исследованы оба пограничных случая реактора полною (идеального) вытеснения и непрерывно-действующего реактора смешения. Все частицы реагента, поступившие в трубчатый реактор полного вытеснения (рис. 11-4), имеют одинаковое время пребывания (движутся сплошным потоком), и, следовательно, не появляется никаких изменений скорости в радиальном направлении и не возникает диффузия в продольном направлении ( р -> 0). [c.207]

Неравномерность по времени пребывания частиц смеси в реакторе вызывает уменьшение коэффициента полезного действия аппарата полного смешения (непрерывного действия) по сравнению с аппаратами, работающими периодически. [c.24]

Предположим, что экспериментальные результаты, полученные при проведении последовательной реакции в аппарате непрерывного действия с мешалкой (реакторе полного смешения), представлены кривой, выражающей связь между степенью превращения исходного сырья и выходом продукта В (верхняя кривая на рис. 1-7, а). [c.22]

На практике редко приходится сталкиваться с режимом полного смешения, и вследствие этого важно учитывать процессы разделения в растущей микробной популяции, например часто встречающееся явление клеточного роста на стенках реактора. Многие бактерии способны прилипать и расти на твердых поверхностях. Если непрерывное культивирование проводится в течение длительного времени, то на погруженных частях биореактора с неизбежностью происходит рост бактерий, и этот рост на стенках изменяет общие эксплуатационные характеристики биореактора. Во многих отношениях пребывание неподвижной бактериальной биомассы в проточном биореакторе непрерывного действия напоминает работу проточного биореактора непрерывного действия с рециркулирующей биомассой. При проведении исследований биоочистки определенных стоков в биореакторах лабораторного типа без рециркуляции биомассы нужно отдавать себе отчет в том, какое влияние оказывает рост биомассы на любых поверхностях. Недоучет таких эффектов сказывается при масштабировании оборудования, в особенности при сохранении геометрического подобия при масштабировании, так как объем растет как куб линейных размеров, а площадь поверхности — только как квадрат. [c.109]

Носитель, поступающий со склада, рассеивают на грохоте / и по мере надобности через рукавный вакуум-фильтр 2 подают в эмалированный реактор с паровой рубашкой 3 для извлечения избыточного количества АЬОз серной кислотой. Для-уменьшения потерь носителя из-за растрескивания гранул предусмотрено пневм.атиче-ское перемешивание фаз. В реакторе поддерживают температуру 90°С и концентрацию кислоты — 10%. Время, необходимое для извлечения АЬОз, рассчитывают по формуле (IV. 46). Реактор 3 — периодически действующий, что вызвано трудностью подбора конструкционного материала для создания непрерывно действующего аппарата. Для обеспечения непрерывности процесса одновременно используют несколько реакторов. В целях защиты от коррозии кислыми водами последующих аппаратов, отмывку носителя от сульфат-иона первоначально производят в том же аппарате. Частично отмытый носитель поступает на сетчатый конвейе ) 4 (сетка из нержавеющей стали с диаметром отверстий 0,1—0,2 мм). Алюмосиликат располагается на ленте конвейера слоем толщиной в 2—3 см. Лента конвейера с лежащим на ней носителем движется над сборником промывных вод 7 и орошается сверху водой с помощью форсунки 6. Отмывка носителя продолжается 40 мин. В соответствии со скоростью движения ленты и временем отмывки рассчитывают необходимую длину промывной зоны. Носитель сушат 1 ч в печи 8 тоннельного типа при 120—130°С и пропитывают раствором активных солей в ванне 9. Она представляет собой прямоугольную емкость из нержавеющей стали с паровой рубашкой для создания и поддерживания необходимой тeмпepaтypьL Раствор солей непрерывно циркулирует через ванну с помощью центробежного насоса И. Для облегчения поддержания постоянной концентрации пропиточного раствора, отношение Ж Т в ванне равняется 120. Перемешивание раствора специальными механическими средствами нецелесообразно, поскольку при достаточной мощности циркуляционного насоса И достигается полное смешение в системе ванна, насос, сборник 10. Емкости 13 и 14 используют для приготовления [c.145]

Для синтеза пленкообразующих веществ наиболее часто применяются реакторы полного смешения периодического и непрерывного действия. При выборе оптимального типа реактора, определении его размеров, числа ступеней в непрерывнодействующих реакторах полного смешения и других параметров необходимо учитывать кинетику реакции, зависимость скорости реакции от типа реактора, равномерность пребывания частиц (частиц, молекул) в реакторах и особенности синтеза пленкообразующих веществ. [c.125]

Перемешивание реагентов в реакторе влияет на общий режим его работы. При этом необходимо иметь в виду, что при полном перемешивании (идеальном смешении) температурный режим во всех точках один и тот же. Следовательно, и скорость реакции должна быть одинаковой во всех частях реактора. Такого рода процессы могут быть как периодического, так и непрерывного действия. Для перемешивания часто применяют мешалки, но можно использовать также и инертный газ, который, пробулькивая через реакционную массу, будет ее перемешивать. [c.112]

Бензойную кислоту гидрируют под давлением в присутствии палладиевого катализатора в каскаде реакторов смешения непрерывного действия 3 при 170°С и давлении 1.6 МПа. Полная конверсия бензойной кислоты достигается за один проход. Полученную циклогексанкарбоновую кислоту смешивают с олеумом и подают в многоступенчатый реактор 4, где при взаимодействии с нитрозилсерной кислотой образуется капролактам. Нитрозил-серную кислоту получают окислением аммиака с последующей абсорбцией оксидов азота олеумом. Реакционную смесь разбавляют водой в смесителе 5, непревращенную циклогексанкарбоновую [c.357]

В промышленных реакторах в реакции участвуют две фазы и более. В реакторах, работающих на твердых катализаторах, кроме скорости протекания собственно реакции превращения должна быть обеспечена также скорость переноса реагирующих веществ между фазами. Все известные конструкции реакционных аппаратов по общности принципов работы подразделяются на реакторы полного смешения (периодического или непрерывного действия) и реакторы полного вытеснения. По способу теплообмена в реакционной зоне различают реакторы с тепло- бй-еном через стенку (перегородку) и непосредственно с катализатором (адиабатические реакторы). [c.253]

В процессе, предложенном фирмой IG для получения Индантренового синего RS, расплавленную смесь едкого кали (670 кг), едкого натра (270 кг) и воды (3—4 кг) загружают в реакционный аппарат из легированной стали (0,5% никеля). Добавляют безводный уксуснокислый натрий (220 кг), вытесняют из аппарата воздух азотом (давление в аппарате около 0,1 атмосферы), поднимают температуру смеси до 180° и подают шнеком р-аминоантрахинон (500 кг 86—87%-ной чистоты) в течение 20 минут. Добавляют смесь нитрита натрия (60 кг), едкого кали (40 кг) и едкого натра (20 кг) в течение 2—3 часов. На этой стадии температуру плава поддерживают равной 220—225°. Реакционную массу выливают в чан с водой (11 ООО л) остатки реакционной массы смывают из реактора водой (2000 л) и сливают в тот же чан. Смесь охлаждают до 45—48° и обрабатывают 15%-ным раствором гидросульфита (750 кг). После двухчасового перемешивания выкристаллизовавшуюся калиево-натриевую соль лейкоиндантрона отфильтровывают в атмосфере азота в закрытом вращающемся фильтре непрерывного действия и промывают слабым раствором гидросульфита при 25—30° до появления бледно-зеленой окраски фильтрата. Отфильтрованное лейкосоединение размешивают в гуммированном аппарате с водой (1000 л) и 50%-ным раствором едкого натра (20 кг) и окисляют воздухом при 60°. Краситель отфильтровывают, замешивают с водой (2000 л) и 96%-ной серной кислотой (80 кг), еще раз отфильтровывают на фильтрпрессе, промывают до нейтральной реакции и сушат. Выход красителя 56,5% от теории. Полученный краситель может непосредственно поступать в продажу под названием Индантреновый синий RS или после замешивания в пасту с Тамол-раствором, сушки в барабанной сушилке, смешения с углекислым натрием и динатрийфосфатом и тонкого измельчения в мельнице Раймонда, — под названием Индантреновый синий RSN. Для более полной очистки индантрона Индантреновый синий RS растворяют в смеси 96%-ной серной кислоты и 20%-ного олеума, выливают в воду (повторяя эту операцию два раза) и выпускают в продажу под названием Индантреновый ярко-синий R (Каледоновый ярко-синий RN). Индантрон в особой физической форме, пригодной для подкраски лаков, бумаги, резины, получают частичным восстановлением глюкозой и повторным окислением, после чего его выпускают под названием Индантреновый синий GGSP (для бумаги) и Индантреновый синий GGSL (для лаков). [c.1075]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология