Таблица 2- Основные конструктивные типы реакторов, применяемых в производствах ТОС

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 14Следующая ⇒

IV. ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКТОРЫ.

4.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РЕАКТОРАХ. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НИМ.

        Def. Реактор - аппарат, в котором осуществляют химические реакции.

        Химические реакторы – самый важный вид химической аппаратуры; главное, центральное звено ХТС. В них не только совершаются химические превращения, но и протекают сопутствующие процессы массо- и теплообмена и интенсивное движение среды.

     От правильности выбора типа и конструкции реактора и режима его работы в наибольшей степени зависит эффективность и безопасность процесса в целом. Требования к реакторам и показатели эффективно-

сти работы - те же, что и к остальному оборудованию (§ 2.4.2.); отличаются наибольщей жёсткостью.

4.2. Основные конструктивные типы промышленных реакторов.

        Многолетний опыт и научные изыскания позволили к настоящему времени разработать несколько основных конструктивных типов химических реакторов. Эти базовые конструкции также лежат в основе устройства более сложных реакторов.

        Принципиальная общность конструктивных решений в реакторах каждого класса определяется их назначением, т.е. в первую очередь фазовым состоянием реакционной системы и температурным режимом ХП. В каждом классе существует много конкретных вариантов конструктивного исполнения аппарата.

Конструктивный

тип реактора

               Область и условия применения

Фазовое

состояние

систем

Температура

и давление

(конструктивные)

Тип процесса

1. Реактгоры-котлы. (Ёмкостные с перемешивающими устройствами).

В отраслях ТОС

≈ 95% всего парка реакторов

Ж

Ж-Ж

Г-Ж

Ж-Т

Г-Ж-Т

T =[ (-80)…400]^OC

P=[(-0,001)…40] МПа

 Разнообразные каталитические и нека-талитические процессы в конденсированных средах с интенсивным перемешиванием и теплообменом при различных температурах и режимах движения реакционной среды в периодических и непрерывных процессах.

2. Ёмкостные барботажные А. без с перемешивающх устройств

Г:Ж

T =[ (-20)…300]^OC

P=[(-0,01)…1] МПа

Ряд процессов сульфирования, галогенирования, дедиазонирования с азеотропной отгонкой воды из продуктов

3. Трубчатые.

«труба-в-трубе»

В т.ч. пульсационные

Г, Ж

Ж-Ж

Г-Ж

Ж-Т

Г-Ж-Т

T =[(-100)…1000] ^OC

P=[(-0,001)…50] Мпа

Разнообразные каталитические и нека-талитические непрерывные процессы с интенсивным перемешиванием и теплообменом при различных температурах. 

4. Кожухотрубчатые

Г, Ж

Ж-Ж

Г-Ж

Ж-Т

Г-Ж-Т

T =[(-100)…1000] ^OC

P=[(-0,001)…10] Мпа

Разнообразные каталитические и некаталити-ческие непрерывные процессы с интенсивным перемешиванием и теплообменом при различных температурах. 

5. Колонны (насадочные и тарельчатые)

Г-Ж

T =[(-20)…500] ^OC

P=[(-0,001)…50] МПа

Процессы в условиях кипения реакционной среды или с интенсивным барботажем газа

6. Полочные

Г

Г-Т

Г-Ж

T =[(-50)…200] ^OC

P=[(-0,001)…1] Мпа

Обжиг твёрдых продуктов. Каталитические процессы в условиях неподвижного, движущегося и псевдоожиженного слоя катализатора. Абсорбционно-химические процессы

7. Многозонные контактные аппараты со встроенными теплообменными

устройствами

Г-Т

Г-Ж-Т

T =[(-100)…1300] ^OC

P=[(-0,001)…10] Мпа

Каталитические процессы в услових не-подвижного, движущегося и псевдоожи-женного слоя катализатора с организацией интенсивного теплообмена

8. Ванные

Ж

T =[(-10)…100] ^OC

P:= атмосферное

Процессы электрохимического синтеза

9. Камерные

Г, Г-Т

Г-Ж

T =[500…2500] ^OC

P=[0,1…1] Мпа

Печи обжига. Коксовые печи. Камеры сгорания тепловых двигателей и энергоустановок

Выбор типа реактора производится с учётом всей полноты действующих факторов.

     3.3. Макрокинетика ХП и динамика химических реакторов.

     3.3.1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ПОДОБИЯ ДЛЯ РЕАКТОРОВ.

        Главная задача, решаемая технологом при использовании реакторов: определение типа, конструктивных и технических параметров аппарата; оптимизация условий ведения процесса и работы (эксплуатации) аппарата; принятие необходимых мер по обеспечению безопасности и устойчивости работы реактора.  Успешное решение её невозможно без правильного по существу и полного по содержанию понимания сути и механизма протекающих в реакторе процессов и явлений.

        Здесь необходимо сделать ряд ссылок на ранее изучавшиеся курсы. Классическая теория ПАХТ изучает все процессы, кроме химических. С другой стороны химия – неорганическая, органическая, в меньшей степени физическая – изучают именно химические процессы, мало занимаясь явлениями переноса. В реальных же процессах (осуществляемых в реакторах) одновременно протекают и химические реакции и явления переноса. Химические превращения изменяют состав среды, что изменяет все её физические свойства – плотность, теплоёмкость, вязкость, теплопроводность, диффузию, упругость; с другой стороны (что яснее видно из курса ПАХТ) теплопередача и диффузия в огромной степени влияют на температуру и концентрации всех реагентов в реакторе – т.е., на протекание химических реакций.

        Поэтому строгие расчёты, выполняемые технологами – как при проектировании (проверке правильности выбора реактора), так и при оптимизации технологических режимов работы уже функционирующих в реальных процессах реакторов, - должны учитывать все характерные для реакторов явления. Задача эта решается путем исследования макрокинетики ХП и динамики реакторов.

Познавательные статьи:



Формы дистанционного обучения

Передача мяча двумя руками снизу

Значение правильной осанки для жизнедеятельности человека

Основные ошибки при выполнении передач мяча на месте