什麼是化學反應？ 化學反應器的類型

所述化學反應是一個過程，這導致了反應物的轉化。 它的特點是變化，從而產生比其他開始的一個或多個產品。 化學反應是多種多樣的。 這取決於反應物，將所得的物質，所述的條件和合成，分解，位移，異構化，酸 - 鹼，氧化還原等，以及有機過程的時間的類型。

化學反應器罐用於以開發最終產品進行反應。 他們的設計取決於多種因素，並應提供最具成本效益的方式的最大產量。

類型

有化學反應器的三大基本模型：

• 批處理。
• 連續攪拌釜（HPM）。
• 活塞流反應器（PFR）。

這些基本模型可以按照化學過程的要求進行修改。

間歇反應器

這種類型的化學單元在間歇方法在小規模生產中，反應時間長或在最好的選擇性達到所使用的，如在一些聚合方法。

為了這個目的，例如，其內容進行攪拌的不銹鋼容器內部工作葉片，氣泡或借助於泵。 溫度的控制是通過一個熱交換器通過熱交換夾套，灌溉冰箱或泵送進行。

間歇式反應器目前在化工，食品加工等行業。 他們的自動化和優化帶來複雜性，因為它是需要連續和離散過程相結合。

半間歇化學反應器中連續和間歇模式相結合的工作。 一種生物反應器，例如，週期性地加載並連續釋放出二氧化碳，必須連續地除去。 類似地，當氯化反應中，當反應物之一是氯氣，如果不是連續給藥，它的大部分蒸發。

為了確保主要用於化學反應器或連續金屬容器有攪拌器或連續流動大批量生產。

連續攪拌釜式反應器

液體反應物被饋送到一個不銹鋼容器中。 為了確保其攪拌葉片工作的正確交互。 因此，在這種類型的反應器的反應物連續地供給到所述第一儲存器（垂直，鋼），然後它們進入隨後，在每個容器中同時仔細混合。 雖然該組合物 的混合物是均勻的 在系統中的每個罐作為一個整體濃度容器變化到容器。

該反應物的個別量在罐（停留時間）的花費的平均時間量可以簡單地通過將所述容器的體積在穿過其流動的平均體積率來計算。 反應的預期完成百分比使用化學動力學計算。

由不銹鋼製成的罐或合金和搪瓷。

在DMI的一些重要方面

所有的計算都是基於一個理想的組合而進行。 該反應在與最終濃度率。 在平衡時，流量應該等於流量，否則儲存器是滿或空。

通常在經濟上有利的幾個串行或並行HPM工作。 在五個或六個單元的級聯收集不銹鋼罐可以表現為活塞流反應器。 這允許第一單元與試劑的濃度更高，因此，較高的反應速率進行操作。 此外，貯存器可被放置垂直鋼HPM幾個階段，而不是在不同的容器中進行的處理。

在由不同高度的垂直隔壁分隔臥式多級執行單元，通過該混合物流級聯。

當反應物是可混溶的不良或基本上以逆流模式的垂直多級反應器（搪玻璃或不銹鋼）的密度是不同的。 這是有效的可逆反應。

小流化床是完全混合。 大型商業流化床反應器具有基本上均勻的溫度，但可混溶共混物和替代狀態和瞬態流動在其間。

化學流動反應器

PFR - 的反應器（不銹鋼），其特徵在於，所述一個或多個液體反應物通過管道或管泵送。 他們也被稱為管狀流。 它可以有多個管道或管。 將反應物通過一個端部連續地供給，並且來自另一個產品。 化學過程 ，因為它傳遞混合物發生。

在PFR 反應速度 梯度系統：所述入口是非常高的，但隨著反應物和產物產率的濃度的降低提高的含量減慢其速度。 典型地，動態達到平衡。

典型是在反應器的水平和垂直方向。

當所需的熱傳遞，各個管放入夾套或殼管式換熱器被使用。 在後者的情況下，化學品可以是在殼體或管。

金屬的容器具有大直徑的噴嘴或類似的浴缸PFR並廣泛使用。 在一些構造中使用的軸向和徑向流，具有集成的熱交換器，反應器的水平或垂直位置等的多個膜。

容器與試劑可填充有惰性或催化顆粒物質，以增加在所述界面接觸 非均相反應。

在PFR的重要性在於，計算不考慮垂直或水平混合 - 這是由術語“塞流”的意思。 可將反應物引入反應器中不僅入口。 因此，能夠實現EPA的更高的效率或降低其尺寸和成本。 性能PSC通常比同體積的NRM高。 對於體積和時間的反應的反應器活塞的相等值將具有完成的比聚集體混合的比例較高。

動態平衡

對於大多數化學過程是不可能達到100％完成。 它們的速度隨著這個索引到當系統達到動態平衡（時不會發生在組合物中的總響應或改變）的時刻下降。 平衡在大多數系統中的一點是該方法的小於100％完成。 出於這個原因，有必要使分離過程，如蒸餾，以分離剩餘的試劑或副產物的目標。 這些試劑可有時在過程開始時被重複使用，例如，如哈伯過程。

環保局的應用

通過該系統的移動過程中使用的活塞流反應器用於化合物的化學轉化，類似的管，用於大規模，快速，均相或非均相反應，連續生產過程的目的，釋放出大量的熱量時。

理想的PFR具有固定的停留時間，即，到達時間t的任何液體（活塞），它離開在時刻t +τ，τ其中 - ..停留時間在植物。

這種類型的化學反應器具有高水準的性能在延長的時間週期，以及優良的熱傳遞。 PFR的缺點是監測的過程，可能導致不期望的溫度的差異，和它們的成本較高的溫度的難度。

催化反應器

雖然這種類型的單位在EPA的形式常常被實現，他們需要更複雜的護理。 催化反應的速率正比於催化劑的接觸化學品的量。 在固體催化劑和液體反應物的情況下，正比於過程可用面積，化學品和產品的進入速度，並且選擇取決於湍流混合的存在。

催化反應實際上往往是一個多步驟。 不僅初始反應物與催化劑反應。 隨著他的反應和一些中間體。

催化劑的行為也是在這個過程中的動力學重要，特別是在高石油化學反應，因為它們是由燒結，焦化和類似的過程去激活。

新技術的應用

SAR用於生物質轉化。 在高壓反應器中的實驗中使用。 在其中的壓力可達到35兆帕。 使用多種尺寸，以改變從0.5至600秒的停留時間。 為了達到溫度超過300℃使用具有電加熱反應器。 生物質進料通過HPLC泵進行。

PSC氣溶膠粒子

有在合成相當大的興趣和使用納米顆粒用於各種目的，包括高合金和用於厚膜導體的電子工業中。 其他應用包括在遠紅外和核磁共振磁化率的測定中，傳輸。 對於這些系統，有必要產生一個可控制的粒徑。 它們的直徑通常在10至500nm的範圍內。

由於它們的大小，形狀和這些顆粒的高比表面積，可用於製備化妝品的顏料，膜，催化劑，陶瓷，催化和光催化反應器。 納米顆粒的應用實例包括SnO ₂為一氧化碳傳感器，TiO ₂的纖維，SiO ₂的膠體二氧化矽和光纖，C為在輪胎碳填料，鐵為記錄材料，鎳電池，並且在較小量，鈀，鎂和鉍。 所有這些材料在氣溶膠反應器中合成。 在醫學中，納米顆粒被用於預防和治療傷口感染，人造骨植入物，以及用於腦成像。

例如生產

對於氧化鋁顆粒在氬氣流下， 用飽和 的金屬在RAC冷卻直徑18mm和0.5米長，溫度1600℃，在1000℃/秒。 通過反應器中的氣體通道來成核和氧化鋁顆粒的生長。 的2 2dm ³ /分和壓力的流量為1個大氣壓（1013帕）。 當氣體被冷卻和移動變得過飽和，這導致從碰撞和蒸氣分子的粒子的出現重複，直到顆粒達到臨界尺寸。 移動通過氣體過飽和鋁分子上的顆粒凝聚，從而增加它們的大小。