Вопрос № 3. Аппараты для проведения химических процессов пожаровзрывоопасных производств

Классификация химических реакторов

Химические реакторы – это аппараты для проведения химических превращений исходного сырья в целевой продукт определенного качества и в заданном количестве. Химические превращения осуществляются при проведении ряда физических процессов (диффузии, теплообмена, переме­шивания и других процессов). Все без исключения химические реакторы должны удовлетворять следующим основным требованиям:

- обеспечивать наибольшую производительность при более высокой степени превращения сырья в готовую продукцию;

- иметь минимальные энергетические затраты на транспортировку и перемешивание реагентов;

- быть простыми в устройстве и дешевыми в изготовлении;

- наиболее полно использовать тепло экзотермических реакций и теп­ло, подводимое извне, для осуществления эндотермических процессов;

- быть надежными в работе, в наибольшей степени автоматизирован­ными и механизированными.

Основными классификационными признаками химических реакто­ров являются: способ организации химического процесса в реакторе, тем­пературный режим и режим движения реагентов.

По способу организации химического процесса различают реакторы периодического, непрерывного и полунепрерывного действия.

В периодически действующий реактор сырье (реагенты) загружают в на­чале цикла производственного процесса. При необходимости сырье подог­ревают, добавляют какие–нибудь ингредиенты, перемешивают, охлаждают и через определенное время после достижения заданной степени превра­щения аппарат разгружают.

В реактор непрерывного действия исходные вещества поступают непрерывно (или систематическими порциями), непрерывно же отводятся и продукты реакции.

В реактор полунепрерывного действия сырье поступает периодически, а продукты реакции отводятся непрерывно или же при непрерывной за­грузке сырья осуществляется периодическая выгрузка готовой продукции.

По температурному режиму реакторы подразделяются на адиабатиче­ские, изотермические и политермические (программно–регулируемые).

Во многих современных производствах преимущественно использу­ются реакторы непрерывного действия (проточного типа), а периодически действующие реакторы находят ограниченное применение в малотоннажных, опытных и вспомогательных производствах. Для большинства хими­ческих технологических процессов проектируются нестандартные реакто­ры, зачастую изготавливаемые в единственном экземпляре. На производ­ственных установках применяются не только одиночные, самостоятельно работающие реакторы, но и их комбинации. Реакторы могут соединятся параллельно и последовательно. В первом случае достигается только ко­личественный эффект увеличения производительности. Во втором случае достигается качественный эффект, связанный с обеспечением большей степени превращения сырья и высокой селективности, а также с повыше­нием устойчивости и безопасности технологического режима при прове­дении экзотермических процессов.

При рассмотрении различных типов химических реакторов в первую очередь необходимо учитывать фазовый состав веществ, находящихся в реакционной зоне, включая реагенты, катализаторы и растворители (твер­дые теплоносители и инертные насадки не учитываются). Рассмотрим не­которые типы реакторов, предназначенных для проведения реакций в го­могенных средах (только газовая или только жидкая фаза) и в гетероген­ных средах: газ – твердый катализатор; жидкость – твердый катализатор; жидкость – жидкость (не смешивающаяся с первой); газ – жидкость твердый катализатор.

Дата добавления: 2014-01-11