Конструкции основных узлов и основы расчета
При проектировании каталитических реакторов с движущимся слоем катализатора необходимо обеспечивать хорошую подвижность (текучесть) катализатора, развитие процесса с наименьшими изменениями температуры (изотермичность), а также необходимое для развития реакции время (получения основного продукта).
Следовательно, задачей проектировщиков является нахождение такой скорости движения, которая удовлетворяла бы этим условиям. Для сохранения при проведении процесса оптимальной температуры реакции следует определить соответствующую поверхность теплообмена.
Для теплового расчета реактора нужно располагать экспериментальным значением частного коэффициента теплопередачи от движущегося слоя к стенкам для данной системы газ-твердое тело. Зная материал, из которого сделан аппарат, толщину стенок и способ охлаждения (нагревания), можно рассчитать общий коэффициент теплопередачи К.
Из зависимости 
, в которой 
- представляет собой среднюю разность температур между носителем тепла и слоем, можно вычислить поверхность переноса тепла.
Высоту слоя рассчитывают по уравнению:
, (12.120)
где h - высота слоя в состоянии расширения, м; 
- время контакта, с; 
- скорость движения, м/с.
Диаметр реактора находят по формуле:
, (12.121)
Когда нет экспериментальных данных для взвешенного слоя, время контакта можно принимать равным времени контакта в неподвижном слое.
Диаметр Dt, найденный при тепловом расчете, отличается от Dc, полученного из расчета при условии движения катализатора. С увеличением скорости движения Dt уменьшается быстрее, чем Dc.
При проектировании реакторов соотношение 
можно принимать равным 3 ? 5.
При пневмотранспорте скорость газа должна быть несколько выше скорости витания частицы. Тогда скорость пневмотранспорта определяется:
, (12.122)
Пневмотранспорт в разреженной зоне требует большого расхода транспортирующего газа. Скорость газа при этом составляет 14 - 30 м/с. При скорости твердых частиц 7 - 12 м/с перепад давления невелик ( 10 - 20 кПа).
Транспорт в плотной фазе применяется в установках с псевдоожиженным и движущимся слоем катализатора. Твердые частицы в трубопроводе движутся в виде сплошных поршней, проталкиваемых давлением газа (от 0.7 - 0.8 МПа) и скорость твердых частиц 2 - 3 м/с, что приводит к меньшему истиранию транспортных линий, чем в разреженной фазе.
При механическом транспорте применяют и бункеры в нижней и верхней части аппарата для запаса катализатора.
Вопросы для повторения
1. Назначение химических реакторов
2. Классификация химических реакций
3. Кинетика химических реакций
4. Влияние температуры на скорость химических реакций
5. Классификация химических реакторов
6. Основные технологические характеристики работы реактора
7. Влияние технологических параметров реакционного процесса на выбор конструкционного материала
8. Характеристика реакторов различного гидродинамического режима
9. Расчет реактора идеального смешения периодического действия
10. Расчет реактора идеального смешения непрерывного действия
11. Устройство, принцип действия, область применения, преимущества и недостатки реакторов для реакций в газовой фазе
12. Устройство, принцип действия, область применения, преимущества и недостатки реактора типа
13. Устройство, принцип действия, область применения, преимущества и недостатки реактора для получения ацетилена
14. Устройство, принцип действия, область применения, преимущества и недостатки реактора для синтеза соляной кислоты
15. Устройство, принцип действия, область применения, преимущества и недостатки реактора для хлорирования метана
16. Классификация реакторов для системы жидкость-жидкость
17. Устройство, принцип действия, область применения, преимущества и недостатки реактора идеального смешения для системы жидкость-жидкость
18. Устройство, принцип действия, область применения, преимущества и недостатки реактора с незначительной вязкостью
19. Устройство, принцип действия, область применения, преимущества и недостатки реактора со средней вязкостью
20. Устройство, принцип действия, область применения, преимущества и недостатки реактора с высокой вязкостью
21. Устройство, принцип действия, область применения, преимущества и недостатки реактора идеального вытеснения системы жидкость-жидкость
22. Устройство, принцип действия, область применения, преимущества и недостатки реактора с незначительной вязкостью
23. Устройство, принцип действия, область применения, преимущества и недостатки реактора со средней вязкостью
24. Устройство, принцип действия, область применения, преимущества и недостатки реактора с высокой вязкостью
25. Устройство, принцип действия, область применения, преимущества и недостатки реактора гетерогенной системы жидкость-жидкость
26. Устройство, принцип действия, область применения, преимущества и недостатки реакционного аппарата колонного типа
27. Устройство, принцип действия, область применения, преимущества и недостатки реактора барбатажного типа
28. Устройство, принцип действия, область применения, преимущества и недостатки реактора пленочного типа
29. Устройство, принцип действия, область применения, преимущества и недостатки реактора пенного типа
30. Устройство, принцип действия, область применения, преимущества и недостатки реактора типа "Эрлифт"
31. Устройство, принцип действия, область применения, преимущества и недостатки многосекционного эрлифтного аппарата
32. Устройство, принцип действия, область применения, преимущества и недостатки барбатажного кожухотрубчатого реатора
33. Устройство, принцип действия, область применения, преимущества и недостатки секционированного кожухотрубчатого реактора
34. Классификация реакторов для некаталитических реакций системы газ-твердое
35. Расчет времени контакта твердого реагента при заданной степени превращения, при различных лимитирующих стадиях: диффузия в пленке газа; диффузия в золе; химическая реакция
36. Реакторы для каталитических реакций, их классификация
37. Кинетика гетерогенного катализа
38. Состав катализаторов и требования к ним
39. Методы приготовления катализаторов
40. Регенерация катализаторов
41. Устройство, принцип действия, область применения, преимущества и недостатки реактора с неподвижным слоем катализатора
42. Устройство, принцип действия, область применения, преимущества и недостатки шахтного реактора
43. Устройство, принцип действия, область применения, преимущества и недостатки трубчатого реактора
44. Устройство, принцип действия, область применения, преимущества и недостатки роторного реактора
45. Устройство, принцип действия, область применения, преимущества и недостатки полочного реактора
46. Теплообмен в аппаратах с неподвижным слоем катализатора
47. Способы обеспечения постоянства температур каталитической зоны
48. Расчет каталитического реактора по удельной производительности катализатора
49. Расчет реактора адиабатического типа
50. Расчет реактора с теплообменной поверхностью имеющей постоянную температуру
51. Графический метод расчета каталитического реактора
52. Реактор с кипящим слоем катализатора, устройство, принцип действия, область применения, преимущества и недостатки
53. Особенности теплообмена в реакторах с кипящим слоем катализатора
54. Методика расчета реактора с кипящим слоем катализатора
55. Устройство, принцип действия, область применения, преимущества и недостатки реактора с движущимся слоем катализатора
Реакторы химической промышленности
1. Авербух А. Я. .Туболкин А.Ф. Макрокинетика и химические реакторы: Учеб. пособие/ Ленингр. технол. ин-т им. Ленсовета. Л., 1978. 112с.
2. Бесков В.С., Гришин JLB., Зайцев В.Н. Процессы в химических реакторах: Текст лекций/ МХТИ им. Д,И. Менделеева. М., 1986. 84с.
3. Бесков B.C.,Флонк В. Моделирование каталитических процессов и реакторов. М.: Химия, 1991. 254с.
4. Врайнес Я.М. Введение в теорию и расчеты химических и нефтехимических реакторов. М.: Химия, 1968. 247с.
5. Вихмая Г. А., Кругдов С. А. Основы конструирования аппаратов и машин нефтеперерабатывающих заводов. М.: Машиностроение, 1978. 327с.
6. Вольтер Б.В., Сальников И.Е. Устойчивость режимов работы химических реакторов. М.: Химия, 1981. 198с.
7. Евстафьев А.Г. Реакторные установки: Учеб. пособие. М.: МИХМ, 1981.87с.
8. Карпачева С.М., Захаров Е.И. Основы теории и расчета пульса-ционных колонных реакторов. М.: Атомиэдат. 1980. 256с.
9. Катализ в кипящем слое/ И.П. Мухленов, В.П. Анохин, В.А. Проскуряков и др. Л.: Химия, 1978. 232с.
10. Конструирование, исследование машин, аппаратов, реакторов химической техники: Межвуз. сб. науч. тр./ МИХМ. М., •1S86.
11. Кузнецов А.А., Кагерман С.М., Судаков Е.Н. Расчеты процессов. и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности. Л.: Химия, 1974. 343c.
12. Лапин А.А., Лапина Н.В. Автоматизированное проектирование и разработка САПР трубчатых химических реакторов: Учеб. пособие/ ТИХМ. Тамбов, 1991. 76с.
13. Манусов Е.Б., Буянов Е.А. Расчет реакторов объемного типа. М.: Машиностроение, 1978. 112с.
14. Математическое моделирование каталитических реакторов: Об. науч. тр. Новосибирск: Наука, 1989. 263с.
15. Михаил Р. Кырлогану К. Реакторы в химической промышленности. М.: Химия, 1968. 387с.
16. Расчеты по технологии неорганических веществ/Под ред. М.Е. Поаина. М.: Химия, 1977. 495с.
17. Рейхсфельд В.О., Шеин B.C., Ермаков В.И. Реакционная аппаратура и машины заводов основного органического синтеза и синтетического каучука. М.: Химия, 1975. 391с.
18. Смирнов Н.Н., Волжинский А.И., Константинов В.А. Расчет и моделирование ионообменных реакторов. Л.: Химия, 1984. 224с.
19. Смирнов Н.Н., Воджинский А.И. Химические реакторы в примерах и задачах. М.: Химия, 1986. 224с.
20. Смирнов Н.Н. Реакторы в химической промышленности.. М.: Химия, 1972. 58с.
21. Технология катализаторов/ И.П. Мухденов, Е.И. Добкина, В.И. Дерюжкина и др. Л.: Химия, 1989. 271с.
22. Холланд Ф., Чапман Ф. Химические реакторы и смесители для жидкофазных процессов. М.: Химия, 1974. 208с.
23. Шишкин А.В., Малютина Э.Д. Современное реакционное оборудование с развитой поверхностью теплообмена для обработки агрессивных сред/ ЦИНТИхимнефтемаш. М., 1990. 48с.