Распределители потоков
Распределители могут представлять собой простую «отбойную» пластину, разбивающую входной поток (д), или систему конусов, распределяющих поток по сечению (ж) или профилированную сетку, по которой поток плавно растекается по сечению (з).
Входные и выходные
Наиболее сложнаустройстваконструкция входных устройств для твердофазных реагентов, что связано с трудностью обеспечения постоянства непрерывного потока.
Из-за сложностей поддержания равномерности подачи твердого вещества реакторы для гетерогенных процессов с твердой фазой часто оформляют периодическими по твердому веществу. В таких реакторах твердый реагент представляет неподвижный слой, через который непрерывно проходит газообразный или жидкий реагент.
Неудобство такого оформления – его периодичность, связанная с необходимостью время от времени обновлять твердый реагент.
Реакторы с псевдоожиженным слоем
В химической технологии широко используется способность высокодисперсных твердых частиц при определенном гидродинамическом режиме в потоке газа переходить во взвешенное состояние, образуя псевдоожиженную систему.
Такая система способна перемещаться подобно жидкости, т.е.перетекать по трубам, переходить через запорные приспособления, решетки и колена без разрушения.
Это свойство псевдоожиженных систем позволяет существенно упростить входное устройство для твердых материалов.
Выходные устройства
Число выходных устройствреакторовв проточных реакторах определяется фазовым состоянием продуктов реакции и, как правило, равно числу фаз последних.
Выходные устройства для газовых и жидких продуктов в основном представляют собой патрубки необходимого сечения.
Усложение конструкции вызвано в большинстве случаев необходимостью предотвращения механического уноса газовым потоком частиц другой фазы.
Особенно сильно усложняются выходные устройства в псевдоожиженных процессах с твердой фазой. В этом случае для предотвращения уноса твердых частиц парообразными продуктами процесса на выходных устройствах устанавливают циклонные сепараторы в одну или две ступени.
Выходное устройство в реакторе с кипящим слоем
1 – циклоны; 2 – отстойная зона; 3 – кипящий слой катализатора
Реакционная зона
Реакционная зона промышленного реактора – часть объема реактора, где формируются условия химического процесса и протекает химическое превращение. Условия протекания химического процесса создаются как результат организации в реакционной зоне движения потока реагентов, определяющих распределение концентраций, и движение тепловых потоков, устанавливающего температурный режим.
Распределение потоков в реакционной зоне реактора
В гомогенных и гетерогенных газожидкостных процессах движение потоков внутри реакционной зоны происходит за счет разности давления на входе и выходе и, иногда, жидкой фазы за счет сил гравитации.
Перемешивание реакционного потока предусматривается, когда предполагается проведение в реакторе процесса, протекающего в диффузионном режиме, и необходимо снять диффузионное торможение скорости.
Распределение потоков в реакционной зоне реактора
Для перемешивания потоков в конструкцию реакционной зоны включают специальное устройство – смеситель или используют различные технологические приемы.
Способы перемешивания газожидкостных потоков
Типы смесителей
Для перемешивания потоков в конструкцию реакционной зоны включают специальное устройство – смеситель или используют различные технологические приемы. В качестве смесителей часто используют мешалки различных конструкций: пропеллерные (а), лопастные (б), турбинные, с расположенной в центре трубой, обеспечивающей наиболее интенсивное перемешивание (в). Для перемешивания вязких жидкостей применяются мешалки особого типа – винтовые (г).