ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Характеристические уравнения идеальных типов изотермических реакторов из "Реакторы в химической промышленности" Основным технологическим элементом установки для проведения химического процесса является аппарат, в котором происходит химическая реакция. Химическими реакторами принято считать аппараты, в которых осуществляются химические процессы с целью получения определенного вещества в рамках одного технологического процесса. [c.26] В широком смысле к химическим реакторам могут быть отнесены п многие другие аппараты для проведения химических реакций, которые, однако, используются не для получения определенного вещества, а для каких-либо других целей (например, горелки различных видов, двигатели внутреннего сгорания, реактивные двигатели, электрические батареи, аккумуляторы и т. д.). Во всех таких устройствах главным является не продукт, получаемый в результате химической реакции, а тепловой или электрический эффект, механическая работа и т. д. [c.26] Если рассмотреть множество реакторов, применяемых в настоящее время в химической иромышленности, то можно сделать следующие выводы. [c.26] Наиболее часто химические реакторы классифицируют по следующим критериям непрерывность операции, тепловой режим, режим движения реакционной среды и фазовое состояние реагентов. [c.27] Непрерывность операции. Различают реакторы периодического, непрерывного и полупериодического (полунепрерывного) действия. [c.27] В реакторы периодического действия реагенты загружаются одновременно в начале операции. После определенного времени, необходимого для достижения заданной степени превращения, выгружается продукт реакции. Основные параметры химического процесса (состав, температура или давление) изменяются во времени. Продолжительность реакции можно измерить непосредственно, например, хронометром. [c.27] Реакторы полупериодического действия характеризуются тем, что один из реагентов питания поступает непрерывно, а другой периодически. Однако возможны и другие варианты. Например, реагенты иодают в реактор периодически, а продукт реакции удаляют непрерывно. Такие реакторы работают в переходном режиме, основные параметры процесса изменяются во времени. [c.27] Тепловой режим. По тепловому режиму реакторы делят в основном на изотермические и адиабатические. [c.27] Адиабатические реакторы не имеют теплообмена с внешней средой. Конструкция этих реакторов проста, так как для осуществления адиабатического режима достаточно иметь хорошую тепловую изоляцию. [c.28] Режим движения реакционной среды. На рис. 1-4 представлены два типа реакторов непрерывного действия. В первом реакторе элемент объема движется, не смешиваясь с предыдущим или последующим элементами объема. Состав элемента объема будет изменяться последовательно по длине реактора вследствие химической реакции. Реактор не имеет ни одного механического конструктивного прпснособления для перемешивания и характеризуется большими значениями соотношений между длиной и диаметром. При движении через реактор элемент объема, вероятно, ведет себя так же, как поршень в цилиндре, вытесняя все, что находится перед ним, поэтому такой реакционный аппарат называют реактором с полным вытеснением (реактором идеального вытеснения). [c.28] Реактор с полным вытеснением и реактор с полным перемешиванием являются идеальными типами реакционных аппаратов. [c.29] На практике чаще встречаются реакторы смешанного типа, в которых нет ни полного вытеснения, ни полного перемешивания. [c.29] На рис. 1-5 показано изменение концентраций реагентов в реакторах основных типов. [c.29] Фазовое состояние реагентов. Если при проведении химической реакции в реакторе находится одна фаза, то такой реактор называют гомогенным. Гомогенные реакторы заполняются реагентами, находящимися либо только в газообразном, либо только в жидком состоянии. [c.29] Если вещества в реакторе находятся в различных агрегатных состояниях, то такой реактор называют гетерогенным. Существует столько типов гетерогенных реакторов, сколько комбинаций можно составить из трех агрегатных состояний газ, жидкость и твердое тело. [c.29] Кроме изложенных классификаций, существуют еще и другие, например, основанные на различиях конструктивных форм реакторов. [c.31] Указанные выше критерии использованы при составлении табл. 1, в которой систематизированы типы промышленных реакторов, а также указаны некоторые конкретные примеры. [c.31] Материальный баланс по одному из реагентов для ограниченного реакционного пространства или его части представляет собою общее уравнение химического реактора. [c.31] Уравнение (1,3) можно записать, используя также мольные единицы вместо массовых единиц. [c.31] Выражение в левой части уравнения (1,3) представляет собой скорость накопления реагента А в реакторе. Оно равно нулю при установившемся режиме и имеет конечное значение нри переходном режиме. [c.31] Вернуться к основной статье