9.1.2 Регулювання реакторів безперервної дії.

До них належать як газові, так і рідинні реактори. Особливість реакторів безперервної дії полягає в тому, що в них подається два або більше матеріальних потоків, між якими проходить хімічна реакція. Якщо до процесу не висувається особливих вимог, то можна використовувати одноконтурне регулювання. На рис. 9.1 показано схему рідинного ректора з двома вхідними потоками F₁ і F₂, які безперервно подаються в апарат 9 мішалкою.

Рис. 9.1 Схема од контурного регулювання реактором безперервної дії

Загальний матеріальний баланс реактора забезпечується стабілізацією рівня реагуючої рідини шляхом зміни витрати F_n. Для виключення сильного збурення з боку витрати F₁ останній стабілізується. Концентрація Q цільової речовини регулюється зміною витрати F₂ другого потоку. Температура реакції стабілізується зміною витрати F_x холодоносія, який подається в оболонку реактора, якщо реакція екзотермічні, або теплоносія, якщо реакція ендотермічна.

Сильними збурюючими факторами реактора будуть концентрації Q₁, Q₂ і температури T₁, T₂ вхідних потоків. За наявності сильних збурень і особливих вимог до якості регулювання використовують багатоконтурні АСР (рис. 9.2). Системи регулювання є каскадними. Для стабілізації концентрації Q цільової речовини допоміжна координата являє собою співвідношення витрат F₁ і F₂. Допоміжною координатою для каскадної АСР температурою є температура теплоносія (холодоносія) на виході з оболонки реактора.

Рис. 9.2 Схема каскадного регулювання реактором безперервної дії

Газовий реактор вирізняється тим, що два потоки попередньо змішуються, підігріваються до відповідної температури, а тоді під тиском сумарний газовий потік подається до реактора, в якому розміщений каталізатор. Характерним для такого реактора є забезпечення стабільності співвідношення потоків до змішувача. Тиск стабілізується за допомогою компресорної установки. У багатьох випадках температуру в реакторі не стабілізують, але в разі потреби її можна регулювати впливом на витрату ведучого газового потоку F₁ (рис. 9.3).

Рис. 9.3 Схема регулювання газовим реактором: 1 – змішувач; 2 – теплообмінник; 3 – ректор; 4 - каталізатор

9.1.3 Регулювання реакторів напівбезперервної дії

Від реакторів безперервної дії вони відрізняються тим, що одна або дві реагуючі між собою речовини попередньо завантажуються в реактор за об’ємом або масою M, а після цього в апарат дозується додатковий реагент або каталізатор. Розвантажується такий реактор періодично після закінчення реакції. Кінець реакції визначають або за концентрацією цільового продукту, або за часом перебування реакційної маси в апараті, або за температурою реакції. В останньому випадку реагент подається відповідними дозами.

Якщо основним параметром є температура реакції, то її, як правило, стабілізують зміною витрати допоміжного реагента F_д. У цьому разі витрату холодоносія стабілізують (рис. 9.4).

У багатьох випадках висувають жорсткі вимоги до температури реакції, а в перехідних режимах її перерегулювання не допускається. Тоді доцільно використовувати каскадний принцип її стабілізації. Допоміжною координатою, як правило, є температура холодоносія на виході з оболонки реактора (рис. 9.5). Додатковий реагент або каталізатор дозується за концентрацією найвпливовішого компонента реакційної маси.

Рис. 9.4 Схема одноконтурного регулювання реактором

Рис. 9.5 Схеми каскадного регулювання температури в реакторі напівперіодичної дії