Трубчатый реактор непрерывного действия. Рив

Рис.7

Трубчатый реактор непрерывного действия с предварительным смешением сырья.

Рис.8

Трубчатый реактор с поперечным распределением сырья

Рис.9 Рис.10 Рис.11

9. – охлаждаемый однотрубный реактор

10. – многотрубный реактор с теплообменником

11. – центробежный реактор.

2. Реакторы для гетерогенных процессов.

Особенностью гетерогенных химико-технологических процессов является то, что реакция протекает между реагентами, находящимися в разных фазах.

В гетерогенной системе, в отличие от гомогенной, каждая фаза может иметь свой режим движения реагентов, могут существовать различные потоки фаз: прямоток → противоток, перекрестный ток ↓ .

Конструкция реактора зависит от того, в каких фазах находятся реагенты. Гетерогенные химико-технологические процессы протекают в системах:

Газ – жидкость, жидкость – твердое вещество, газ – твердое вещество, жидкость – жидкость, газ – жидкость – твердое вещество.

Рассмотрим отдельные типы реакторов для гетерогенных процессов.

Д ля системы газ – жидкость применяются реактора:

1. Насадочная колонна

2. Трубчатая колонна

Движение фаз может быть → , ←

Режим перемешивания: идеальное вытеснение

Рис.1 Рис.2

В таких колоннах газообразный реагент движется снизу вверх на встречу орошающей жидкости.

В насадочной башне жидкость смачивает насадку башни, при этом создается большая поверхность соприкосновения фаз.

Достоинства этих колонн: несложная конструкция, малое гидравлическое сопротивление, устойчивость в работе, надежность, доступны и просты в обслуживании.

Недостатки: громоздки, малоинтенсивны.

Барботажные реакторы

3 . барботажная колонна с сетчатыми тарелками (режим перемешивания вытеснением).

2. барботажная колонна с колпачковыми тарелками (режим перемешивания из вытеснения).

Рис.3 Рис.4

Применяется абсорбционное и десорбционное улавливание газа.

Режим перемешивания по газу: идеальное вытеснение; по жидкости: полное смешение.

В этих реакторах газ с большой скоростью проходит через отверстия в сетчатых или через колпачки в колпачковых тарелках, и проходит через слой жидкости, образует пузырьки. Жидкость перетекает с верхних тарелок в нижние.

Достоинства: средняя интенсивность, высокая селективность, надежность в работе, устойчивость режима.

Недостатки: высокое гидравлическое сопротивление, барботажные колонны более сложной конструкции.

Реакторы с распылением жидкости

Движение фаз – противоток; режим перемешивания – полное смешение.

В трубе Вентури, используемой для проведения реакции в системе г – ж, в потоке газообразного реагента разбрызгивается жидкость. Скорость газа очень велика – 100-150 м/с, поэтому в потоке газа возникают мощные турбулентные пульсации, способствующие дополнительному дроблению жидкости на очень мелкие капли.

Достоинства: высокоинтенсивный процесс.

Недостатки: высокие энергозатраты, большое гидравлическое сопротивление, трудность в регулировании режима работы.

Пенные реакторы

Движение фаз – противоток, перекрестный ток;

Режим перемешивания – полное смешение.

Через слой жидкости, находящейся на решетке, пропускают снизу вверх поток газа, с такой скоростью, чтобы создался взвешенный слой подвижной пены в виде движущихся пленок, струй и капель жидкости, перемешивающихся с пузырьками и струями газа.

Достоинство: высокая интенсивность, простота в конструкции, высокая селективность.

Недостатки: большие энергозатраты.

Типы реакторов для процессов в системе г-тв.

Рис.1 Рис.2 Рис.3

Рис.1. – противоточный реактор с парциальной загрузкой и выгрузкой материалов. С движущейся твердой фазой. Режимом перемешивания идеального вытеснения по обеим фазам.

Рис.2. – барабанный реактор с вращающимся корпусом. Движение фаз противоток, режим перемешивания по газовой фазе близок к идеальному вытеснению.

Рис.3. – реактор с кипящим слоем. Движение фаз – перекрестный ток; режим перемешивания близок к режиму полного смешения.

Реакторы для процессов в системе ж-тв с перемешивающими устройствами

ж

т

ж, тв

ж + т

Рис.1

Реакторы с перемешивающими устройствами.

Движение фаз прямоток или противоток. Режим перемешивания – полное смешивание.

Достоинства: хорошая управляемость, высокая интенсивность.

Недостатки: наличие движущихся частей затоудняет герметизацию и замену частей аппарата.

Аппарат с пневматическим перемешиванием

Движение фаз – прямоток, режим перемешивания полное смешение.

Достоинства: средняя интенсивность, простота устройства и надежность в работе.

Рис.2

Реактор с перемешиванием на полках

Движение фаз – прямоток, режим перемешивания – идеальное вытеснение.

Недостатки: малая интенсивность, сложность конструкции, трудность замены частей

Достоинства:

Реактор с фильтрующим слоем твердого реагента – представляет собой колонну, в которой укреплена горизонтальная или наклонная решетка, поддерживающий слой кусков твердого пористого материала, через который пропускают жидкость.

Д вижение фаз –

Режим перемешивания – идеального вытеснения по жидкой фазе.

Достоинства: простота устройства, хорошая управляемость, устойчивость в работе, малая интенсивность.

Рис.4

Многофазные процессы довольно широко распространены в химических производствах

Примером многофазных технологических процессов могут служить