Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Инженерная химия (1-21 вопрос).docx
Скачиваний:
211
Добавлен:
02.04.2015
Размер:
900.95 Кб
Скачать

14. Общие положения, понятие о химических реакторах, классификация химических реакторов: периодические, непрерывнодействующие и полупериодические реакторы.

Под химическим реактором подразумевают аппарат, в котором осуществляют химическую реакцию. Конструкция реактора и химический процесс, протекающий в нем оказывают важное влияние на технологию производства целевого продукта, прежде всего на стадии выделения целевого продукта.

Химические реакторы классифицируют по:

  1. Тепловому режиму:

- изотермический режим (температура на входе, выходе и в самом реакторе одинакова);

- адиабатический режим (отсутствует теплообмен с окружающей средой);

- политропический режим.

В изотермическом реакторе поддерживается постоянная температура за счет циркуляции хладагента (теплоносителя), за счет испарения веществ, находящихся в реакторе.

В адиабатическом реакторе тепло выделяющееся или поглощающееся в результате химической реакции идет на нагрев (охлаждение) реакционной массы.

В политропическом режиме (смешанный тепловой режим) существуют зоны, где реализуется изотермический режим и зоны в адиабатическом режиме.

  1. По гидродинамическому режиму (реакторы смешения, реакторы вытеснения).

Реакторы смешения – за счет эффективного перемешивания выравниваются концентрации реагирующих веществ и продуктов реакции во всех точках объема реакционной массы.

Реакторы вытеснения называют также проточными реакторами. При эффективном перемешивающем устройстве и небольшом объеме реактора можно создать в нем режим идеального смешения.

  1. По способу подвода исходных реагентов и отвода продуктов классифицируют:

1. Реакторы периодического действия - подвод и отвод осуществляется периодически.

2. Реакторы непрерывного действия – подвод и отвод осуществляется непрерывно.

3. Реакторы полунепрерывного действия - подвод осуществляется периодически, а отвод продуктов непрерывно.

4. Реакторы полупериодического действия – подвод сырья осуществляется непрерывно, а отвод продуктов периодически.

4) По конструкции: (аппараты емкостного типа, шахтного типа, колонного типа, типа котел (автоклав) и т. д.).

5) По стационарности процесса: (реактора стационарного типа, нестационарного типа).

В стационарных реакторах отсутствует градиент параметров во времени (реактора изотермического типа непрерывного действия).

К нестационарным реакторам относят реактора периодического действия.

  1. Для гетерогенно-каталитических и топохимических процессов реактора классифицируют по движению твердой фазы (катализатора):

- с неподвижной твердой фазой;

- с движущейся твердой фазой (прямоток, противоток);

- реактора с кипящей твердой фазой (псевдоожиженный режим).

При расчете любого химического реактора используют уравнение материального баланса записанного в виде мольного потока i-го исходного реагента:

- количество i-го исходного реагента, поступающего в элементарный объем реактора в единицу времени;

- количество вещества, выходящего из элементарного объема реактора в единицу времени;

- количество i-го исходного реагента накапливаемого в элементарном объеме реактора;

- количество i-го исходного реагента, вступившего в реакцию.