व्यापार, उद्योग
रासायनिक रिएक्टरों क्या है? रासायनिक रिएक्टरों के प्रकार
रासायनिक प्रतिक्रिया एक प्रक्रिया है जो अभिकारकों की रूपांतरण होता है। यह परिवर्तन, जो एक या अधिक उत्पाद शुरू करने के अलावा अन्य उपज की विशेषता है। रासायनिक प्रतिक्रियाओं विविध रहे हैं। यह अभिकारकों, जिसके परिणामस्वरूप पदार्थ, शर्तों और संश्लेषण, अपघटन, विस्थापन, isomerization, अम्ल-क्षार, रेडोक्स, आदि और जैविक प्रक्रियाओं के समय के प्रकार पर निर्भर करता है।
रासायनिक रिएक्टरों आदेश अंतिम उत्पाद विकसित करने के लिए प्रतिक्रियाओं से बाहर ले जाने के लिए लक्षित टैंक हैं। उनके डिजाइन विभिन्न कारकों पर निर्भर है और सबसे लागत प्रभावी ढंग से की अधिकतम उपज प्रदान करना चाहिए।
प्रकार
वहाँ तीन रासायनिक रिएक्टरों के मुख्य बुनियादी मॉडल हैं:
- बैच।
- सतत हड़कंप मच गया टैंक (एचपीएम)।
- प्लग-प्रवाह रिएक्टर (PFR)।
इन बुनियादी मॉडल रासायनिक प्रक्रिया की आवश्यकताओं के अनुसार संशोधित किया जा सकता।
बैच रिएक्टर
इस प्रकार के रासायनिक इकाइयों कुछ बहुलकीकरण प्रक्रिया में के रूप में, एक छोटे पैमाने पर उत्पादन, एक लंबे प्रतिक्रिया समय या जहां सबसे अच्छा चयनात्मकता हासिल की है पर बैच प्रक्रियाओं में किया जाता है।
इस प्रयोजन के लिए, उदाहरण के लिए, जो की सामग्री को उत्तेजित स्टेनलेस स्टील पोत आंतरिक कार्य ब्लेड, गैस बुलबुले या पंपों के माध्यम से कर रहे हैं। तापमान नियंत्रण एक हीट एक्सचेंजर के माध्यम से गर्मी विनिमय जैकेट, सिंचाई रेफ्रिजरेटर या पंप के माध्यम से किया जाता है।
बैच रिएक्टरों वर्तमान में रासायनिक और खाद्य प्रसंस्करण उद्योगों में इस्तेमाल किया। उनके स्वचालन और अनुकूलन, जटिलता पैदा करता है क्योंकि यह सतत और असतत प्रक्रियाओं गठबंधन करने के लिए आवश्यक है।
अर्द्ध बैच रासायनिक रिएक्टरों निरंतर और बैच मोड में काम गठबंधन। एक बायोरिएक्टर, उदाहरण के लिए, समय-समय पर लोड किए गए हैं और लगातार कार्बन डाइऑक्साइड, जो लगातार हटा दिया जाना चाहिए विज्ञप्ति। इसी तरह, क्लोरीनीकरण प्रतिक्रिया, जब अभिकारकों में से एक, क्लोरीन गैस है अगर लगातार प्रशासित नहीं है, यह के थोक वाष्पित हो जब।
बड़े उत्पादन मुख्य रूप से रासायनिक रिएक्टरों या सतत धातु पोत का इस्तेमाल किया एक दोषी या एक सतत प्रवाह के साथ मात्रा सुनिश्चित करने के लिए।
सतत हड़कंप मच गया टैंक रिएक्टर
तरल अभिकारकों एक स्टेनलेस स्टील कंटेनर के लिए तंग आ चुके हैं। उनके काम कर ब्लेड हड़कंप मच गया के समुचित बातचीत सुनिश्चित करने के लिए। इस प्रकार, रिएक्टर के इस प्रकार में अभिकारकों लगातार पहले जलाशय (ऊर्ध्वाधर, इस्पात) में खिलाया जाता है, और फिर वे बाद में मिलता है, एक साथ ध्यान से प्रत्येक बर्तन में मिश्रण। हालांकि की रचना मिश्रण एक समान है प्रणाली में प्रत्येक टैंक में एक पूरी एकाग्रता कंटेनर के लिए कंटेनर से भिन्न होता है के रूप में।
औसत समय है कि अभिकारक के असतत राशि टैंक (निवास समय) में खर्च करता है प्रवाह therethrough औसत अनुमापी दर से कंटेनर की मात्रा को विभाजित करके बस गणना की जा सकती। प्रतिक्रिया के पूरा होने की उम्मीद प्रतिशत रासायनिक गतिकी का उपयोग कर गणना की जाती है।
स्टेनलेस स्टील टैंक या मिश्र धातु और रोग़न से बने।
डीएमआई के कुछ महत्वपूर्ण पहलुओं
सभी गणना एक आदर्श मिश्रण पर आधारित प्रदर्शन कर रहे हैं। प्रतिक्रिया अंतिम एकाग्रता से संबंधित दर से आगे बढ़ते हैं। संतुलन पर, प्रवाह की दर प्रवाह की दर के बराबर होना चाहिए, अन्यथा जलाशय पूर्ण या खाली है।
अक्सर आर्थिक रूप से कई धारावाहिक या समानांतर HPM के साथ काम करने लाभप्रद। स्टेनलेस स्टील पांच या छह इकाइयों में से एक झरना में एकत्र टैंक एक प्लग प्रवाह रिएक्टर के रूप में व्यवहार कर सकते हैं। यह पहली इकाई अभिकर्मकों के एक उच्च एकाग्रता है, परिणामस्वरूप, एक उच्च प्रतिक्रिया की दर के साथ संचालित करने के लिए अनुमति देता है। इसके अलावा, जलाशय विभिन्न जहाजों में आयोजित प्रक्रियाओं के बजाय खड़ी स्टील एचपीएम कई चरणों रखा जा सकता है,।
क्षैतिज बहुस्तरीय निष्पादन इकाई अलग अलग ऊंचाई के ऊर्ध्वाधर विभाजन की दीवारों से विभाजित में, जिसके माध्यम से मिश्रण झरने से बहती है।
अभिकारकों खराब विलेयशील हैं या काफी हद तक जब एक प्रति मोड में एक ऊर्ध्वाधर बहुस्तरीय रिएक्टर (कांच लाइन या स्टेनलेस स्टील) के घनत्व में मतभेद है। इसके बाद परिवर्तनीय प्रतिक्रियाओं के लिए प्रभावी है।
छोटे द्रवीकृत बिस्तर पूरी तरह से मिश्रित है। बड़े वाणिज्यिक द्रवीकृत बिस्तरों वाले रिएक्टर एक काफी हद तक समान तापमान लेकिन विलेयशील मिश्रणों और अधिक्रमण राज्य है और क्षणिक बहती therebetween।
रासायनिक प्रवाह रिएक्टर
PFR - एक रिएक्टर (स्टेनलेस स्टील), जिसमें एक या अधिक तरल अभिकारकों एक पाइप या ट्यूब के माध्यम से पंप कर रहे हैं। उन्होंने यह भी ट्यूबलर प्रवाह कहा जाता है। यह कई पाइप या ट्यूब हो सकता है। अभिकारकों एक छोर के माध्यम से लगातार तंग आ चुके हैं, और एक अन्य से आते हैं उत्पादों। रासायनिक प्रक्रियाओं जगह लेने के रूप में यह मिश्रण से गुजरता है।
PFR प्रतिक्रिया वेग ढाल प्रणाली: इनलेट बहुत अधिक है, लेकिन अभिकारकों और उत्पाद उपज की एकाग्रता में कमी के साथ वृद्धि हुई सामग्री इसकी गति धीमी हो जाती है। आमतौर पर, गतिशील संतुलन हासिल की है।
ठेठ रिएक्टर की क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर अभिविन्यास हैं।
आवश्यक गर्मी हस्तांतरण, व्यक्तिगत ट्यूबों जैकेट या शेल और ट्यूब हीट एक्सचेंजर में रखा जाता है जब प्रयोग किया जाता है। उत्तरार्द्ध मामले में, रसायन या तो आवास में या पाइप में हो सकता है।
एक बड़े व्यास नलिका या इसी तरह के बाथटब PFR और व्यापक रूप से इस्तेमाल के साथ धातु के कंटेनर। कुछ विन्यास में अक्षीय और रेडियल प्रवाह, एकीकृत हीट एक्सचेंजर्स, रिएक्टर की क्षैतिज या लम्बवत स्थिति और इतने पर के साथ कई झिल्ली का उपयोग करें।
एक अभिकर्मक के साथ पोत में इंटरफेसियल संपर्क बढ़ाने के लिए निष्क्रिय या उत्प्रेरक कण पदार्थ से भरा जा सकता है विषम प्रतिक्रिया।
PFR के महत्व है कि गणना खाते में लम्बवत या क्षैतिज मिश्रण नहीं लेते है - यह शब्द "प्लग प्रवाह" का क्या मतलब है। अभिकारकों रिएक्टर न केवल प्रवेश में पेश किया जा सकता है। इस प्रकार, यह EPA के उच्च दक्षता प्राप्त करने या इसके आकार और लागत कम करने के लिए संभव है। प्रदर्शन PSC आमतौर पर एक ही मात्रा का NRM की तुलना में अधिक है। प्रतिक्रिया पिस्टन रिएक्टरों में मात्रा और समय के बराबर मूल्यों के लिए मिश्रण समुच्चय की तुलना में पूरा होने के एक उच्च प्रतिशत होगा।
गतिशील संतुलन
रासायनिक प्रक्रियाओं के बहुमत के लिए 100 प्रतिशत पूरा होने को प्राप्त करना असंभव है। उनकी गति वृद्धि पल जब सिस्टम एक गतिशील संतुलन (जब सम्पूर्ण प्रतिक्रिया या संरचना में परिवर्तन नहीं होती है) तक पहुँच करने के लिए इस सूचकांक के साथ कम हो जाती है। सबसे प्रणालियों में संतुलन की बात की प्रक्रिया के कम से कम 100% पूरा होने है। इस कारण से यह इस तरह के आसवन के रूप में जुदाई प्रक्रिया बनाने के लिए, शेष अभिकर्मकों अलग या सह-उत्पाद लक्ष्य के लिए आवश्यक है। इन अभिकर्मकों कभी-कभी ऐसी हेबर प्रक्रिया के रूप में प्रक्रिया की शुरूआत में पुन: उपयोग किया जा सकता है, उदाहरण के लिए,।
ईपीए के आवेदन
प्लग प्रवाह रिएक्टरों बड़े पैमाने पर, तेजी से सजातीय या विषम प्रतिक्रियाओं, निरंतर उत्पादन प्रक्रियाओं के प्रयोजन के लिए प्रणाली के माध्यम से अपने आंदोलन के दौरान यौगिकों के रासायनिक रूपांतरण के लिए इस्तेमाल किया, एक ट्यूब जैसी है, और जब गर्मी की बड़ी मात्रा को रिहा।
संयंत्र में .. निवास समय - आदर्श PFR एक निश्चित निवास समय है, यानी, किसी भी तरल (पिस्टन) समय t पर पहुंचने, यह समय टी + τ, जहां τ पर छोड़ देता है।
इस प्रकार के रासायनिक रिएक्टरों समय की विस्तारित अवधि के साथ प्रदर्शन के उच्च स्तर पर है, साथ ही उत्कृष्ट गर्मी हस्तांतरण पास है। PFR का नुकसान प्रक्रिया है कि अवांछनीय तापमान मतभेद, और उनके उच्च लागत को जन्म दे सकता का तापमान की निगरानी करने में कठिनाई है।
उत्प्रेरक रिएक्टरों
हालांकि इस प्रकार की इकाइयों को अक्सर ईपीए के रूप में लागू किया जाता है, वे और अधिक जटिल देखभाल की आवश्यकता होती। उत्प्रेरक प्रतिक्रिया की दर रसायनों के संपर्क में उत्प्रेरक की राशि के लिए आनुपातिक है। एक ठोस उत्प्रेरक और तरल अभिकारक के मामले में प्रक्रियाओं उपलब्ध क्षेत्र, रसायन और उत्पादों के प्रवेश की गति के लिए आनुपातिक है, और चयन अशांत मिश्रण की उपस्थिति पर निर्भर करता है।
उत्प्रेरक प्रतिक्रिया वास्तव में अक्सर एक बहु कदम है। केवल प्रारंभिक अभिकारकों उत्प्रेरक के साथ प्रतिक्रिया नहीं। उसके साथ प्रतिक्रिया और मध्यवर्ती हैं।
उत्प्रेरक के व्यवहार के रूप में वे sintering, कोकिंग और इसी तरह की प्रक्रियाओं द्वारा निष्क्रिय कर रहे हैं, इस प्रक्रिया के गतिकी में महत्वपूर्ण भी है, विशेष रूप से उच्च पेट्रोकेमिकल प्रतिक्रियाओं में।
नई प्रौद्योगिकियों के आवेदन
एसएआर बायोमास के रूपांतरण के लिए प्रयोग किया जाता है। उच्च दबाव रिएक्टरों की प्रयोगों में किया जाता है। उन में दबाव 35 एमपीए तक पहुँच सकते हैं। कई आकारों का उपयोग करते हुए 0.5 600 सेकंड से निवास समय अलग-अलग हो सकते हैं। 300 डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान तक पहुँचने के लिए विद्युत गरम रिएक्टरों के साथ प्रयोग किया जाता है। बायोमास फ़ीड एचपीएलसी पम्पों द्वारा किया जाता है।
PSC एयरोसोल नैनोकणों
वहाँ संश्लेषण में काफी रुचि और उच्च मिश्र धातुओं और के लिए एक मोटी फिल्म कंडक्टर सहित विभिन्न उद्देश्यों के लिए नैनोकणों का उपयोग है इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग। अन्य अनुप्रयोगों सुदूर इन्फ्रारेड और नाभिकीय चुंबकीय अनुनाद में चुंबकीय संवेदनशीलता की माप, पारेषण शामिल हैं। इन प्रणालियों के लिए यह एक नियंत्रित कण आकार का निर्माण करने के लिए आवश्यक है। आमतौर पर 10 से 500 एनएम की सीमा में उनके व्यास।
उनके आकार, आकृति और इन कणों की उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्र के कारण कॉस्मेटिक पिगमेंट, झिल्ली, उत्प्रेरक, चीनी मिट्टी, उत्प्रेरक और photocatalytic रिएक्टरों के उत्पादन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता। नैनोकणों के अनुप्रयोग उदाहरण टायर में कार्बन भराव के लिए कार्बन मोनोआक्साइड सेंसरों के लिए SNO 2, 2 Tio फाइबर, SiO 2 कोलाइडयन सिलिका और ऑप्टिकल फाइबर, सी में शामिल हैं, फे रिकॉर्डिंग सामग्री, नी बैटरी और, छोटी मात्रा में के लिए, पैलेडियम, मैग्नीशियम और विस्मुट। इन सभी सामग्री एयरोसोल रिएक्टरों में संश्लेषित कर रहे हैं। दवा में, नैनोकणों के साथ ही मस्तिष्क के इमेजिंग के लिए, रोकथाम और घाव में संक्रमण, कृत्रिम हड्डी प्रत्यारोपण के इलाज के लिए उपयोग किया जाता है।
उदाहरण के उत्पादन
एक आर्गन धारा के तहत एल्यूमिना कण, के लिए के साथ संतृप्त धातु आरएसी में व्यास में 18 मिमी और 0.5 मीटर लंबी, 1000 डिग्री सेल्सियस / एस तापमान 1600 डिग्री सेल्सियस ठंडा किया जाता है। रिएक्टर के माध्यम से गैस बीतने के केंद्रक और एल्यूमिना कणों के विकास के लिए आता है के रूप में। 2 डीएम 3 / मिनट और दबाव के प्रवाह की दर 1 एटीएम (1013 पा) है। गैस ठंडा किया जाता है और आंदोलन supersaturated हो जाता है, जो टकराव और वाष्प अणुओं से कणों के उद्भव की ओर जाता है बार-बार करने के लिए जब तक कण एक महत्वपूर्ण आकार में पहुँचता है। यह गैस supersaturated एल्यूमीनियम अणुओं कणों पर गाढ़ा के माध्यम से ले जाता है के रूप में, उनके आकार में वृद्धि।
Similar articles
Trending Now