Химические реакторы идеального смешения

Процесс получения продукции в химических реакторах характеризуется сочетанием химических реакций с тепло- и массопереносом. Существует два типа аппаратов по режиму движения реакционной среды – смешения и вытеснения.

На теоретическом уровне принято рассматривать идеальную схему рабочего процесса, на практике же в расчетные формулы вводят корректировки. От грамотного расчета зависит эффективность технологии и работы оборудования.

Что представляет собой модель реактора идеального смешения

Предполагается, что при подаче исходных компонентов в аппарат мгновенно происходит полное перемешивание потока реагентов и продуктов химического превращения с равномерным распределением по всему реакционному объему. Скорость протекания реакции, концентрация веществ, температура смеси и другие параметры процесса во всех точках в конкретный момент времени тоже считаются одинаковыми.

Схема работы реактора идеального смешения

Какие типы реакторов используются в расчетах

  • Реакторы идеального смешения периодического действия (РИС-П). Рабочий процесс делится на три этапа. Загрузка сырья осуществляется периодически, за ней следует химическая реакция, в ходе которой с течением времени концентрация компонентов и прочие параметры постоянно меняются. После достижения нужной степени превращения сырья готовый продукт выгружают, затем цикл повторяется.
  • Реакторы идеального смешения непрерывного действия (РИС-Н). Такие аппараты еще называют проточными. Подача реагентов, химическая реакция и выход конечного продукта происходит в них непрерывно и одновременно, без поэтапного деления. В отличие от РИС-П концентрация вступающих в реакцию компонентов и иные параметры в РИС-Н на всем протяжении процесса считаются одинаковыми.
  • Каскад реакторов идеального смешения непрерывного действия (КРИС-Н). Это несколько последовательно установленных аппаратов РИС-Н, через которые пропускают реакционную массу, чтобы достичь высокой степени превращения. Концентрация веществ в этом случае изменяется ступенчато. Чем больше таких ступеней, тем ближе становится каскад к реактору идеального вытеснения. При расчетах вычисляют, какое количество аппаратов потребуется, чтобы достичь требуемой степени превращения.
  • Полунепрерывные (полупериодические) реакторы идеального смешения. Сырье подается в них непрерывно, а конечный продукт выгружается периодически, либо наоборот. Параметры технологического процесса с течением времени изменяются.

В чем отличия от реакторов идеального вытеснения

Характеристические уравнения у обоих типов аппаратов совпадают, соответственно, требуемая степень превращения достигается за одно и то же время. Однако в РИС-П есть вспомогательные операции, поэтому процесс идет менее интенсивно. В РИС-Н вспомогательных операций нет, но степень превращения при том же объеме и прочих равных условиях отличается.

Где используется модель реактора идеального смешения

С помощью такой модели описывают аппараты, в которых происходит интенсивное смешивание исходных реагентов. Рабочим инструментом служит мешалка или циркуляционный насос, изредка применяется барботаж – пропуск газообразного компонента через слой жидкости. Наиболее близок к модели реактора идеального смешения аппарат с мешалкой, у которой высота и диаметр примерно равны.

Сопутствующие товары

Оставьте заявку и мы свяжемся с вами
Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь c политикой конфиденциальности.
Вам может быть интересно: