Устройства для перемешивания и теплообмена в реакторе

Эти реакторы представляют собой сосуды, снабженные перемешивающими устройствами (мешалками или насосами). Как правило, перемешивание осуществляется настолько интенсивно, что обеспечивает равномерность состава и температуры смеси в объеме реактора. В тех случаях, когда процесс сопровождается значительным тепловым эффектом, реакторы снабжают теплообменным устройством рубашкой, окружающей стенки аппарата, внутренними змеевиками или внешним теплообменником. Это позволяет поддерживать определенную, наиболее благоприятную температуру реакционной смеси. На рис. 3 и 4 изображены типичные реакторы полного смешения. [c.24]

Для осуществления химической реакции в изотермических условиях необходимо в аппарате обеспечить интенсивное перемешивание и высокоэффективный теплообмен. В реакторах для таких процессов обычно используют псевдоожиженные слои катализатора или теплоносителя, применяют различные смесительные устройства (мешалки) и т.п. [c.637]

Для проведения гомогенных процессов применяются все основные типы реакторов, рассмотренных в гл. П1. Устройство реакторов для проведения гомогенных процессов проще, чем устройство реакторов для гетерогенных процессов, ввиду легкости перемешивания. Все реальные аппараты занимают промежуточное положение между аппаратами идеального вытеснения и полного смешения. Движущая сила процесса в реальных реакторах меньше, чем в реакторах идеального вытеснения. Следовательно, в реакторах для гомогенных процессов перемешивание необходимо усиливать только до перехода процесса из диффузионной области в кинетическую, дальнейшее же усиление перемешивания снижает скорость процесса. В некоторых случаях бывает необходимо усиление перемешивания и в кинетической области, например, для устранения местных перегревов реакционной смеси, для усиления теплопередачи между реакционной смесью и теплообменными поверхностями и т. п. Конструкции реакторов зависят от характера среды (газ, жидкость), параметров процесса и свойств соединений, участвующих в реакциях. [c.145]

Реакторы для проведения гетерогенных процессов в системе Г—Ж не имеют характерных особенностей и служат типовой аппаратурой, в которой на химических заводах осуществляют также физические массообменные процессы и операции — физическую абсорбцию и десорбцию, испарение, дистилляцию и ректификацию, промывку газов, теплообмен. В таких же реакторах осуществляют и хемосорбционные процессы (например, в производстве соды, минеральных кислот, ряда органических веществ). В табл. 5 приведены некоторые типы реакторов для процессов в системе Г—Ж, систематизированные по принципу устройства и режиму движения фаз. Все эти типы реакторов фактически работают при промежуточных режимах, приближающихся к одной из идеальных моделей перемешивания. [c.167]

У крупных промышленных реакторов не менее 20% подводимой к винту мощности должно расходоваться на циркуляцию жидкости. Показатель PJP > 0,2 характеризует правильно рассчитанный реактор, у которого, помимо местного перемешивания, т. е. местного выделения Джоулева тепла и тепла реакции, имеет место перемешивание и тепловыделение во всем объеме реакционного пространства, где это тепло отводится соответствующим теплообменным устройством. [c.162]

Казалось бы, что в процессах, осуществляемых в условиях чисто жидкофазных мономолекулярных реакций, интенсивное перемешивание лишено смысла. Сейчас твердо установлено, что в любых реакциях, сопровождаемых тепловыделением порядка 300 ккал/кг и выше, лимитирующей стадией процесса сказывается не массопередача, а теплоотдача. Уровень современной техники позволяет создать реакторы любого давления с тонкостенными теплообменными устройствами и с необходимым коэффициентом теплоотдачи от стенки теплообменного устройства к охлаждающей среде [17]. В таких реакторах лимитирующей стадией теплоотвода является теплоотдача от реагирующей жидкости к встроенной камере или к погружному трубчатому теплообменнику . В целях форсирования теплоотдачи необходимо обеспечить соответствующий гидродинамический режим реактора путем усиления внутренней циркуляции в нем. [c.187]

Большое значение как при периодической, так и непрерывной организации процесса, имеет характер движения потоков — прямоток, противоток или перекрестный ток. Структура потоков в аппарате (полное вытеснение, полное перемешивание или их комбинация) определяет выбор математической модели процесса, включающей уравнения, описывающие статику и динамику, а также граничные и начальные условия и другие характеристики процесса. Составление математической модели в каждом частном случае ведется в соответствии с системным подходом к процессу процесс разбивают на элементарные стадии, расположенные в иерархическом порядке. На первом уровне математической модели обычно располагают зависимости, описывающие условия равновесия, а также характер химических превращений (если они имеют место). На втором иерархическом уровне описываются закономерности элементарных процессов переноса, идущих в единичном зерне, в одной капле, пузыре и т. п. Третий уровень соответствует моделированию процесса в целом слое, на тарелке и т. д., включая в себя зависимости второго уровня. На четвертом уровне принимается во внимание расположение отдельных слоев, тарелок, теплообменных устройств в целом аппарате (с учетом фактора масштабирования). Пятый уровень включает описание гидродинамики и массообмена в каскаде реакторов или агрегате. [c.74]

Для осуществления химической реакции в изотермических условиях требуется обеспечить интенсивное перемешивание и высокоэффективный теплообмен в реакторах для таких процессов обычно применяют смесительные устройства (мешалки) различных конструкций. Приближаются к изотермическим условиям реакционные аппараты с псевдоожиженным слоем мелкозернистого катализатора или теплоносителя. [c.552]

Реакторы данной конструкции предназначены для проведения химических процессов в пожароопасных, взрывоопасных и токсичных средах, утечка которых в окружающее пространство недопустима. До 1977 г. они выпускались в соответствии с отраслевыми нормалями ОН26-01-09—65 и ОН26-01-125—69. С 1977 г. введен отраслевой стандарт ОСТ 26-01-1422—75 Аппараты герметичные с механическим перемешивающим устройством с экранированным электроприводом. Общие технические условия . Реакторы изготавливаются Старорусским заводом Химмаш . Благодаря интенсивному перемешиванию и наличию внутренней поверхности теплообмена аппараты с герметичным приводом имеют хорошие мас-со- и теплообменные характеристики. [c.136]

Культивирование продуцента в промышленных ферментаторах. Выращивание производственной культуры продуцента лизина осуществляется в подавляющем большинстве случаев периодическим способом в ферментаторах. В отличие от аппаратов, используемых при производстве кормовых дрожжей, эти реакторы сравнительно меньших габаритов и имеют объе.мы 50, 63 и 100. м . Они все предназначены для вырашивания культуры в асептических условиях со строгим соблюдением герметизации процесса. Ферментаторы снабжены необходимыми коммуникациями, системой подачи стерильного пеногасителя, охлаждающими теплообменными устройствами и устройствами для перемешивания и введения в питательную среду стерильного воздуха, дополнительных питательных ингредиентов, а также растворов кислот или щелочей для поддержания pH среды на заданном уровне. [c.36]

Следует, однако, отметить, что применяемая система распределения реагентов не позволяет избежать их смешения до попадания их на теплообменную поверхность. В ряде случаев это недопустимо, так как приводит к быстрому возрастанию температуры в зоне предварительного смешения и, следовательно, к значительному ухудшению качества получаемых продуктов, снижению полезного выхода и т. п. Успешному применению роторно-пленочных теплообменных аппаратов в качестве химических реакторов должна способствовать разработка распределительного устройства, обеспечивающего раздельную доставку реагентов на теплообменную поверхность с последующим надежным их перемешиванием в условиях одновременного интенсивного теплосъема. [c.15]

Фотохимические реакции большей частью проводятся при температуре, близкой к комнатной. Выделяющееся при реакции тепло отводится через развитые теплообменные поверхности, размещаемые как внутри реактора, так и вне его (выносной холодильник). Использование различного рода змеевиков, трубок Фильда и других подобных устройств менее целесообразно, так как они затрудняют создание равномерной освещенности реакционного пространства. Применение выносных холодильников позволяет одновременно осуществлять достаточно интенсивное перемешивание реакционной массы в реакторе за счет ее циркуляции. [c.442]

Другим интересным решением подобной задачи является конструкция герметического полимеризатора (фиг. 98), у которого увеличение поверхности теплообмена достигнуто благодаря встроенному в кольцевое пространство реактора с диффузорно-винтовым перемешивающим устройством 10 пластинчатого сварного теплообменника 5. Эта конструкция создана в НИИ мономеров синтетического каучука Она позволяет значительно увеличить удельную поверхность теплообмена (пластинчатый теплообменник является современным видом теплообменного устройства), обеспечить равномерность температурного поля и уменьшить габариты аппарата. При необходимости обеспечения заданного гидравлического режима, определяемого числом Рейнольдса, с одновременным отводом большого количества тепла, количество элементов встроенного пластинчатого теплообменника можно увеличивать, соответственно изменяя ширину кольцевого пространства. При определении мощности, потребляемой на перемешивание в этом полимеризаторе, следует учитывать гидродинамическое сопротивление пластинчатого теплообменника при циркуляции рабочей жидкости. Экранированный электродвигатель 1 с клеммовой коробкой 13 заполнен трансформаторным маслом. Примененная здесь система конвективной циркуляции трансформаторного масла при сочетании с внешней рубашкой охлаждения является более эффективной в сравнении с внутренним змеевиковым охлаждением без циркуляции масла [97]. Охлаждаемый термобарьер 2 надежно изолирует электрочасть от теплового воздействия корпуса 3 полимеризатора. Патрубки 4 и 12, 8 и 9 служат для технологических целей. Коллекторная часть 6 пластинчатого теплообменника посредством патрубков 7 и 11 соединяется с системой циркуляции охлаждающей жидкости. [c.222]

Очень широко распространены реакторы с промежуточным гидродинамическим режимом. Наиболее часто отклонение от идеального режима перемешивания в реакционном объеме наблюдается, например, в аппаратах большого объема при небольшой скорости вращения мешалки, наличии внутренних теплообменных устройств, большой скорости подачи реагентов в аппарат непрерывного действия и т. д. В этих случаях возникают застойные зоны (объемы с малым перемешиванием или вообще без перемешивания), байпасные потоки в аппарате, а такжэ проскок потока без смешения через аппарат. [c.479]