3 Reaktor s ucpávkovým tokem Příklad: Aplikace, Provoz, Vzorec, Návrh, Diagram

Kontinuální trubkový reaktor je jiný termín pro model reaktoru s pístovým tokem nebo PFR. Vezměme si několik příkladů teorie, formy a uspořádání reaktoru s pístovým tokem v provozu.

3 Příklady reaktorů s pístovým tokem jsou uvedeny níže:

• Sprchový závěs
• Stěny vany
• Stěna kaňonu prosakuje

Sprchový závěs

Nejlepší sprchové závěsy, které zabraňují stříkání vody mimo sprchu, jsou ty, které jsou vyrobeny z neupraveného bavlněného plátna, konopí nebo nylonu. Podobně jako u knotů, sprchové závěsy směrují vodu do vany tím, že ji vedou skrz látku dolů. Není vyžadována žádná podšívka. Po osprchování roztáhněte závěs a zavěste jej mimo vanu, aby uschnul.

Stěny vany

Stěny vany nebo sprchového koutu jsou chráněny před vodou a vlhkostí elegantní povrchovou úpravou, která koupelně propůjčuje umělecký nádech a barvu. Akryl si v posledních letech získal na popularitě jako nejlepší materiál na stěny van jako celek. V zakrýt starou vanu, listy z PVC plast nebo akryl se vytvarují do velikosti vany, položí se na ni a poté se přilepí.

Stěna kaňonu prosakuje

Eroze je hlavní příčinou kaňonů. Tekoucí voda řeky eroduje nebo opotřebovává půdu a skály po tisíce nebo miliony let a vytváří údolí. Rychlé proudy zásobované deštěm nebo tajícím sněhem z vlhčích oblastí vytvořily některé z největších a nejznámějších kaňonů přes suchý terén.

Aplikace reaktoru se zátkou průtoku

Válcové potrubí s otvory pro proudění reaktantů a produktů tvoří reaktory s pístovým tokem. Pojďme diskutovat o použití reaktoru s pístovým tokem.

• V průmyslovém prostředí se reaktory s pístovým tokem používají, když chemická reakce vyžaduje značné množství exotermní nebo výbušná energie.
• Aby se zajistilo, že složky jsou staticky promíchány, používají se reaktory s pístovým tokem.
• Přenos tepla mezi přístrojem a jeho okolím byl v reaktorech s pístovým tokem bezpečný.
• V současné době, bionafta a další biopaliva s recyklačním mechanismem se vyrábějí pomocí reaktorů s pístovým tokem. Vzhledem ke svému ustálenému provozu je reaktor s pístovým tokem většinou preferován pro výrobu bioenergie. Kromě toho není v pístovém reaktoru zapotřebí žádné míchání nebo přepážky.  

Typicky reaktory s pístovým tokem pracují v ustáleném stavu. Jak se reaktanty pohybují po délce reaktoru, jsou nepřetržitě spotřebovávány.

Zátkový průtokový reaktor funguje

Ve smíšeném toku rychlost reakce rychle klesá na nízkou hodnotu, zatímco v pístovém toku se rychlost reakce v systému postupně snižuje. Podívejme se na reaktor s pístovým tokem v akci.

• Tekutina protékající reaktorem s pístovým tokem je modelována jako soubor koherentních zátek, které jsou nekonečně tenké a mají jednotné složení.
• Každá zátka má při pohybu v axiálním směru reaktoru jedinečné složení z těch předcházejících a následujících.
• Základním předpokladem je, že když zátka prochází PFR, je tekutina dokonale promíchána v radiálním směru, ale vůbec se nemíchá v axiálním směru (nikoli s prvkem před nebo po proudu).
• V důsledku toho se s každou zátkou zachází jako se samostatnou entitou a funguje jako neurčitě malý vsádkový reaktor s míšením, které se blíží nulovému objemu.
• Doba zdržení pístového prvku se vypočítá z jeho polohy v reaktoru, když proudí dolů reaktorem s pístovým tokem.
• Distribuce doby zdržení je následně impulsem v této formulaci ideálního reaktoru s pístovým tokem (funkce malého, úzkého hrotu).

K odhadu důležitých proměnných reaktoru včetně velikosti reaktoru se model reaktoru s pístovým tokem používá k předpovědi chování chemických reaktorů s trubkovým designem.

Konstrukce reaktoru s uzávěrem

Přesná doba prodlevy hmoty procházející reaktorem se liší od průměrné doby zdržení v CSTR v ideálním reaktoru s pístovým tokem. Podívejme se na uspořádání reaktoru s pístovým tokem.

• Reaktory s pístovým tokem jsou také známé jako reaktory s pístovým tokem, reaktory s tokem slimáků, reaktory s dokonalým trubkovým tokem a reaktory s nesmíšeným tokem.
• Vzorový tok reaktoru s pístovým tokem je pístový tok.
• Řádný tok tekutiny reaktorem s pístovým tokem je definován jako žádný prvek tekutiny nepřecházející nebo mísící se s jakýmkoli jiným prvkem před nebo za ním.
• V pístovém reaktoru může být tekutina skutečně promíchávána laterálně, ale musí zde být také míšení nebo difúze skrz průtokovou cestu.
• Stejná doba zdržení pro každý fluidní prvek v reaktoru slouží jako požadovaná a dostatečná podmínka pro pístový tok.

Schéma reaktoru s uzávěrem průtoku

Technika rychlé reakce v systémech s pístovým tokem je založena na rychlém kinetickém systému s kontinuálním tokem. Zde je schéma reaktoru s pístovým tokem.

Časový interval lze určit z průtoku, pokud je známa vzdálenost mezi počátečním bodem reakce a detektorem produktu. Čas potřebný k dosažení nejvyššího výnosu pak lze vypočítat úpravou vzdálenosti.

Vzorec reaktoru s uzávěrem průtoku

Skutečnost, že materiál proudí reaktorem s pístovým tokem, je jeho nejvýznamnější vlastností. Podívejme se na vzorec pro reaktor s pístovým tokem.

• Protože se složení kapaliny mění podél průtokového kanálu v reaktoru s pístovým tokem, materiálová bilance pro reakční složku musí odpovídat rozdílnému prvku objemu dV.
• (Rychlost toku reaktantu do prvku objemu)= (Rychlost toku reaktantu z prvku objemu) + (Rychlost ztráty reaktantu v důsledku chemická reakce uvnitř prvku objemu) + (Rychlost akumulace reaktantu v prvku objemu)
• V důsledku toho je rovnice hmotnostní bilance pro reaktant A vyřešena pro nulu.
• Vstup = Výstup + Reakce + Akumulace + Zmizení.
• Nyní F_A = (F_A + dF_A)+(-r_A)dV, Nic to, dF_A = d[F_A0 (1 – X_A)] = -F_A0dX_A, Získáme při výměně, -F_A0dX_A = (-r_A)dV.
• Rovnice pro A v diferenciální sekci reaktoru s objemem dV je tedy tato.
• Fráze musí být integrována pro celý reaktor.
• F_A0, rychlost posuvu, je nyní konstantní, ale je zřejmé, že r_A závisí na koncentraci materiálu nebo konverzi.
• Když termíny vhodně seskupíme, dostaneme,

• Pro konkrétní rychlost plnění a potřebnou konverzi umožňuje výše uvedená rovnice odhad velikosti reaktoru.
• Pokud vstupní index, na kterém je konverze založena, dolní index 0, vstupuje do reaktoru částečně převedený, dolní index a odchází při konverzi označené dolním indexem f, získáme, jako obecnější výraz pro reaktory s pístovým tokem,

• Pro speciální případ systému konstantní hustoty, X_A= 1-C_A/C_A0 a dX_A = dC_A/ C._A0.
• V tomto případě může být výkonnostní rovnice reprezentována jako funkce koncentrace nebo

Model reaktoru se zátkovým průtokem

Teploty v reaktorech s pístovým tokem může být obtížné řídit a mohou vytvářet nepříznivé teplotní gradienty. Nejprve se podívejme na model reaktoru s pístovým tokem.

• Chemické procesy probíhající uvnitř trubice jsou modelovány pomocí reaktoru s pístovým tokem.
• Idealizovaným příkladem, který lze využít v procesu návrhu reaktoru, je reaktor s pístovým tokem.
• Tento blog předpokládá, že model reaktoru s pístovým tokem je adiabatický a pracuje při konstantním tlaku.
• Jedinou reakcí, která se považuje za probíhající, je plynná fáze rozklad proces, který se řídí vzorcem A -> 2B + C.

Navíc dražší než údržba CSTR je údržba reaktoru s pístovým tokem. Recyklační smyčka umožňuje reaktoru s pístovým tokem pracovat podobně jako a CSTR.

Proč investovat do čističky vzduchu?

Z této studie můžeme vyvodit závěr, že protože reaktory s pístovým tokem jsou životně důležitými nástroji pro predikci, je třeba postupovat opatrně, protože systémy skutečného toku vykazují významné rozdíly v dobách zdržení. Při škálování průtokových reaktorů je distribuce doby zdržení jedním z prvků, které je třeba vzít v úvahu.