화학 원자로 무엇입니까? 화학 원자로의 종류

화학 반응은 반응물의 전환을 유도하는 과정이다. 그것은 시작 이외의 하나 또는 그 이상의 제품을 얻을 수 변화에 의해 특징입니다. 화학 반응은 다양하다. 이는 반응물 생성 물질의 조건으로 합성, 분해, 변위, 이성화, 산, 알칼리, 환원 등의 유기 및 프로세스 시간의 유형에 따라 달라진다.

화학 반응기는 최종 제품을 개발하기 위해 반응을 수행하기위한 탱크이다. 그들의 디자인은 다양한 요인에 따라 달라집니다 가장 비용 효과적인 방법의 최대 수율을 제공해야한다.

유형

화학 원자로의 세 가지 기본 모델이 있습니다 :

• 일괄.
• 연속 교반 탱크 (HPM).
• 플러그 - 유동 반응기 (PFR).

이 기본 모델은 화학 공정의 요구 사항에 따라 변경 될 수 있습니다.

회분식 반응기

이 유형의 화학 단위 일부 중합 공정에서와 같이, 작은 규모의 생산, 긴 반응 시간 또는 위치를 최적의 선택성이 달성에 배치 공정에서 사용된다.

이를 위해, 예를 들어, 내용이 교반 스테인리스 용기 내부 작업 블레이드, 기포 또는 펌프에 의해서이다. 온도 제어는 열교환 기의 열교환 재킷 관개 냉장고 또는 펌프를 통해 수행된다.

일괄 원자로는 현재 화학 및 식품 가공 산업에 사용. 이 연속 및 이산 프로세스를 결합 할 필요가 있기 때문에 이들의 자동화 및 최적화, 복잡성을 만듭니다.

세미 배치 화학 반응기는 연속 및 배치 모드에서 작업을 결합합니다. 생물 반응기는, 예를 들어, 주기적으로로드 지속적으로 지속적으로 제거해야 이산화탄소를 방출한다. 연속 투여하지 않을 경우, 반응물 중 하나가 염소 가스 인 경우에 마찬가지로, 염소화 반응은, 그 대부분이 증발 할 때.

교반기 또는 연속 흐름 주로 화학 반응기 또는 연속적인 금속 용기를 사용하는 큰 생산량을 보장한다.

연속 교반 탱크 반응기

액체 반응물 스테인레스 스틸 용기에 공급된다. 교반 자신의 작업 블레이드의 적절한 상호 작용을 보장합니다. 따라서, 반응기의 형태, 반응물을 연속적으로 제 1 저장 기 (세로, 스틸)로 공급되고, 그 후에 동시에 신중 각 용기에서 혼합 후속으로 얻는다. 조성이지만 , 혼합물이 균일 시스템의 각 탱크의 전체 농도는 컨테이너간에 변화한다.

반응물의 분리 된 양 탱크 (체류 시간)에서 소비 된 평균 시간을 통과하는 흐름의 평균 체적 비율로 용기의 부피를 분할하는 것만으로 산출 될 수있다. 반응의 완료의 예상 비율은 화학 반응 속도를 사용하여 계산됩니다.

스테인레스 스틸 탱크 또는 합금 및 에나멜의했다.

DMI의 몇 가지 중요한 측면

모든 계산은 이상적인 조합을 기반으로 수행됩니다. 반응물의 최종 농도에 관련된 속도 진행한다. 평형에서, 유량 그렇지 않으면 저수지 전체 또는 비어, 유량 같아야한다.

여러 직렬 또는 병렬 HPM 작업을하는 것이 경제적으로 유리. 대여섯 단위의 캐스케이드에서 수집 스테인레스 탱크는 플러그 흐름 반응기로서 작동 할 수있다. 이것은 제 1 유닛은 높은 반응물 농도 및, 이에 따라, 높은 반응 속도로 동작 할 수있다. 또한, 리저버 대신 다양한 용기에서 수행 된 공정의 수직 강철 HPM 여러 단계로 배치 될 수있다.

상이한 수직 높이의 격벽에 의해 구획 수평 다단 실행 부에서는되는 혼합물 캐스케이드를 흐른다.

반응물은 실질적으로 혼화 저조한 경우 또는 향류 모드로 수직 다단 반응기 (유리 라이닝 또는 스테인레스 스틸)의 밀도에서 다르다. 이 가역 반응에 효과적이다.

작은 유동층 완전히 혼합이다. 대형 상업용 유동층 반응기는 실질적으로 균일 한 온도 혼화하지만 혼합 및 대체 된 상태를 가지며 과도 사이에 흐른다.

화학 유동 반응기

PFR - 상기 하나 이상의 액체 반응물 파이프 또는 튜브를 통해 펌핑되는 것을 특징으로하는 반응기 (스테인리스). 또한 관 흐름이라고합니다. 그것은 다수의 파이프 또는 튜브를 가질 수 있습니다. 반응물 한쪽 끝을 연속적으로 공급하고, 제품은 서로 제공하고 있습니다. 화학 공정은 그 혼합물을 통과 할 때 발생한다.

PFR 반응 속도 구배 시스템은 : 입구 매우 높지만, 반응물 및 생성물 수율의 농도의 감소로 그 내용이 속도를 느리게 증가. 일반적으로, 동적 평형이 달성된다.

대표적인 반응기의 수평 및 수직 방향이다.

필요한 열전달이 개별 튜브 재킷 또는 쉘 및 튜브 열교환에 위치 될 때 사용된다. 후자의 경우, 화학 물질은 하우징이나 파이프 일 수있다.

대구경 노즐 또는 유사한 욕조의 PFR 널리 사용되는 금속의 용기. 일부 구성 등에 통합 열교환 기, 반응기의 수직 또는 수평 위치와 축 방향 및 반경 방향 유동 여러 멤브레인을 사용한다.

시약 용기와의 접촉 계면에서 증가 불활성 또는 촉매 입자상 물질로 채워질 수있다 이종 반응.

PFR의 중요성은 계산이 계정에 수직 또는 수평 혼합을하지 않는다는 것입니다 - 이것은 용어 "플러그 흐름"을 의미한다. 반응물을 반응기뿐만 아니라 입구로 도입 될 수있다. 따라서, EPA의 높은 효율을 달성하거나 크기와 비용을 감소시킬 수있다. 성능 PSC는 동일한 볼륨의 NRM보다 일반적으로 높다. 반응 피스톤 반응기의 부피와 동일한 시간 동안 혼합 응집체 값보다 완료의 높은 비율을 가질 것이다.

동적 평형

화학 공정의 대부분을 100 % 완료를 달성하는 것은 불가능합니다. 이들의 속도 증가는 시스템이 동적 평형 (조성물의 총 반응 또는 변화가 발생하지 않는 경우)에 도달하는 순간이 지수까지 감소한다. 대부분의 시스템에서 평형 점은 프로세스의 100 % 미만의 완성입니다. 이러한 이유로 잔류 시약을 분리 또는 부산물 타겟 위해 증류로 분리 처리를 할 필요가있다. 이 시약은 때때로 같은 하버 프로세스로, 예를 들어, 프로세스의 시작에서 재사용 할 수 있습니다.

환경 보호국의 적용

플러그 흐름 반응기는 대규모 빠르고 균일 또는 불균일 반응, 연속 제조 공정의 목적을 위해, 튜브를 닮은 시스템을 통해 이동하는 동안 화합물의 화학적 변환에 사용되는 다량의 열을 방출 할 때.

공장에서 .. 체류 시간 - 이상적인 PFR은 고정 체류 시간을 가지고, 즉, 시간 t에 도착 액체 (피스톤)는 시간 t + τ, τ 출발합니다.

이 유형의 화학 반응기 장시간에 걸쳐 높은 수준의 성능뿐만 아니라 우수한 열 전달을 갖는다. PFR의 단점은 바람직하지 않은 온도 차이, 그들의 높은 비용을 초래할 수있는 공정의 온도를 모니터링의 어려움이다.

촉매 반응기

이러한 유형의 단위가 종종 EPA의 형태로 구현되어 있지만, 그들은 더 복잡한 치료가 필요합니다. 촉매 반응의 속도는 화학 물질과 접촉하는 촉매의 양에 비례한다. 고체 촉매와 반응 액의 경우의 처리 가능 영역, 화학 제품의 진입 속도에 비례하고, 상기 선택은 난류 혼합의 존재에 의존한다.

촉매 반응은 종종 실제로 여러 단계이다. 초기 반응은 촉매와 반응하지 않습니다. 그와 함께 반응 중간체의 일부.

그들은 소결, 코크스 및 이와 유사한 프로세스에 의해 비활성화로 촉매의 동작은, 특히 높은 석유 화학 반응에서,이 과정의 역학에서 중요하다.

새로운 기술의 응용

SAR은 바이오 매스의 변환에 사용된다. 고압 반응기의 실험에서 사용된다. 이들의 압력은 35 MPa의에 도달 할 수 있습니다. 여러 크기를 사용하여 0.5 내지 600 초간의 체류 시간을 변경한다. 300 ° C를 초과하는 온도에 도달하기 위해 전기 가열 반응기로 사용된다. 바이오 피드 HPLC 펌프에 의해 수행된다.

PSC 에어로졸 나노

상당한 합성에 대한 관심이 높은 합금에 대한 후막 도체 등 다양한 목적을위한 나노 입자의 사용이 전자 산업은. 다른 애플리케이션은 원적외선과 핵 자기 공명의 자화율 측정 전송을 포함한다. 이러한 시스템의 통제 된 입자 크기를 생성하는 것이 필요하다. 통상 10 내지 500 nm 범위에서의 직경.

그들의 크기, 형상 및 이들 입자의 높은 표면적으로 화장품 안료, 막, 촉매, 세라믹 촉매 반응기와 광촉매의 제조에 사용될 수있다. 나노 입자의 적용 예 타이어에 카본 필러 일산화탄소 센서의 _{SnO2, 이산화} 티탄 섬유, _SiO2를 콜로이드 실리카 광섬유, C를 포함), 철 (Fe 작은 양의 기록 재료, 니켈 배터리에 대해, 팔라듐, 마그네슘 비스무스. 이러한 모든 자료는 에어로졸 반응기에서 합성된다. 의학에서 나노 입자뿐만 아니라 뇌의 이미징, 예방 및 상처 감염, 인공 뼈 이식의 치료에 사용된다.

예를 생산

아르곤 기류하에 알루미나 입자를 들어 포화 된 금속은 RAC 18 mm 직경 0.5 m 길이, 1000 ℃ / s의 온도를 1,600 ℃로 냉각된다. 반응기를 통한 가스 통로 핵 알루미나 입자의 성장을 제공한다. 2 DM ³ / 분, 압력의 유량은 1 기압 (1,013 PA)이다. 가스 냉각 및 이동은 입자가 임계 크기에 도달 할 때까지 반복에 충돌 및 기상 분자 입자의 출현에 이르게, 과포화하게되어있다. 이 과포화 알루미늄 분자 입자를 응축 가스를 통해 이동함에 따라, 그 크기를 증가시킨다.