Химические реакторы

Основные критерии стадий технологического превращения

Оборудование и основы проектирования производств отрасли

Вихревые и струйные мельницы

В дополнение к той информации о вихревых и струйных мельницах, которая была предоставлена в курсе "Процессы порошковой металлургии", следует отметить следующее: практически всегда мельницы этих типов представляют собой комплексы из собственно размольных модулей и воздушных сепараторов (слайды "Вихревые мельницы", "Струйная мельница "Leybold Heraeus GMBH").

В зарубежных вихревых мельницах турбулентные газовые потоки создаются двумя пропеллерами, вращающимися в разные стороны и имеющими индивидуальные приводы. В СССР было предложено разместить пропеллеры на одном валу или даже заменить их молотками-билами (слайды "Вихревые мельницы", "Вихревая мельница М.Н. Чулкова"). Таким образом, вихревая мельница Чулкова – это симбиоз обычной вихревой мельницы и молотковой дробилки.

 

Конверсия исходного сырья – количество превращенного сырья (компонента сырья), отнесенное к загрузке реактора, выраженное в процентах или долях единицы.

Например, реакция:

,

где В – целевой продукт.

Пусть количество компонента А в загрузке реактора равно , в продуктах реакции (кг/ч) или и (кмоль/ч). Тогда конверсию компонента А (в %) можно выразить следующим образом:

 

.

Конверсия характеризует степень превращения сырья в целевые и побочные продукты и, в конечном счете, количество сырья, подлежащего рециркуляции.

Выход целевого продукта в расчете на пропущенное сырье – количество целевого продукта отнесенное к загрузке реактора, выраженное в % (масс) или массовых долях.

Если количество целевого продукта обозначить (кг/ч), выход продукта В в расчете на пропущенное сырье составит:

 

.

Для количественной оценки стадии химического превращения используют также показатель селективности.

Селективность– доля (или процент) превращенного сырья, израсходованная на образование целевого продукта:

 

.

Селективность процесса характеризует степень полезного использования сырья.

В производстве пигментированных лакокрасочных материалов применяется большое многообразие компонентов (полимеры, пигменты, наполнители и др. составляющие), при синтезе, получении, выделении которых используются различные виды технологического оборудования. Основным аппаратом синтеза пигментов является реактор.

Химическим реактором называется аппарат, в котором осуществляются химико-технологические процессы, сочетающие химические реакции с массопереносом.

Основные требования к промышленным реакторам:

– максимальная производительность и интенсивность работы;

– высокий выход продукта и наибольшая селективность процесса;

– минимальные энергетические затраты на перемешивание и транспортировку материалов через реактор;

– легкая управляемость, устойчивость режима и безопасность работы;

– низкая стоимость изготовления реактора и его ремонта.

Одним из основных критериев при выборе конструкции и режима работы химического реактора являются условия, обеспечивающие протекание реакции в заданном направлении и с достаточной скоростью (объем веществ, температура, давление и пр.).