反應器在水處理中的應用：反應器的類(lèi)型
發(fā)布時(shí)間：2023-10-12 11:15:08 人氣：0
在化工生產(chǎn)過(guò)程中，都有一個(gè)發(fā)生化學(xué)反應的生產(chǎn)核心部分，發(fā)生化學(xué)反應的容器稱(chēng)為反應器。
化工生產(chǎn)中的反應器是多種多樣的。按反應器內物料的形態(tài)可以分為均相反應器及多相反應器。均相反應器的特點(diǎn)是反應只在一個(gè)相內進(jìn)行，通常在一種氣體或液體內進(jìn)行。當反應器內必須有兩相以上才能進(jìn)行反應時(shí)，則稱(chēng)為多相反應器。
按反應器的操作情況可以分為間歇式反應器和連續流式反應器兩大類(lèi)。間歇反應器是按反應物“一罐一罐地”進(jìn)行反應的，反應完成卸料后，再進(jìn)行下一批的生產(chǎn)，這是一種完全混合式的反應器。當進(jìn)料與出料都是連續不斷地進(jìn)行時(shí)，這類(lèi)反應器則稱(chēng)為連續反應器。連續反應器是一種穩定流的反應器。
連續反應器有兩種完全對立的理想類(lèi)型，分別稱(chēng)為活塞流反應器和恒流攪拌反應器。后者屬于完全混合式的反應器。
為了有利于反應，反應器還具有其他的操作類(lèi)型，如流化床反應器、滴灑床反應器等。
1.間歇式反應器
間歇式反應器是在非穩態(tài)條件下操作的，所有物料一次加進(jìn)去，反應結束以后物料同時(shí)放出來(lái)，所有物料反應的時(shí)間是相同的;反應物濃度隨時(shí)間而變化，因此化學(xué)反應速也隨時(shí)間而變化;但是反應器內的成分卻永遠是均勻的。
這是最早的一種反應器，和實(shí)驗室里所用的燒瓶在本質(zhì)上沒(méi)有差別，對于小批量生產(chǎn)的單一液相反應較為適宜。
2.活塞流反應器
活塞流反應器通常用管段構成，因此也稱(chēng)管式反應器，其特征是流體是以列隊形式通過(guò)反應器，液體元素在流動(dòng)的方向決無(wú)混合現象(但在垂直流動(dòng)的方向上可能有混合)。構成活塞流反應器的必要且充分的條件是:反應器中每一流體元素的停留時(shí)間都是相等的。由于管內水流較接近于這種理想狀態(tài)，所以常用管子構成這種反應器，反應時(shí)是管長(cháng)的函數，反應物的濃度、反應速度沿管長(cháng)而有變化，但是沿管長(cháng)各點(diǎn)上反應物濃度、反應速度有一個(gè)確定不變的值，不隨時(shí)間而變化。在間歇式反應器中，最快的反應速度是操作過(guò)程中的某一個(gè)時(shí)刻;而在活塞流反應器中，最快的反應速度是在管長(cháng)中的某一點(diǎn)。
3.恒流攪拌反應器
恒流攪反應器也稱(chēng)為連續攪罐反應器，物料不斷進(jìn)出，連續流動(dòng)。其特點(diǎn)是，反應物受到了極好的攪拌，因此反應器內各點(diǎn)的濃度是完全均勻的，而且不隨時(shí)間而變化，因此反應速度也是確定不變的，這是該種反應器的最大優(yōu)點(diǎn)。這種反應器必然要設置攪拌器，當反應物進(jìn)入后，立即被均勻分散到整個(gè)反應器容積內，從反應器連續流出的產(chǎn)物流，其成分必然與反應器內的成分一樣。從理論上說(shuō)，由于在某一時(shí)刻進(jìn)到反應器內的反應物立即被分散到整個(gè)反應器內，其中一部分反應物應該立即流出來(lái)，這部分反應物的停留時(shí)間理論上為零。余下的部分則具有不同的停留時(shí)間，其最長(cháng)的停留時(shí)間理論上可達無(wú)窮大。這樣就產(chǎn)生了一個(gè)突出現象:某些后來(lái)進(jìn)入反應器內的成分必然要與先進(jìn)入反應器內的成分混合，這就是所謂的返混作用。理想的活塞流反應器內絕對不存在返混作用，而 CSTR的特點(diǎn)則為具有返混作用，所以又稱(chēng)為返混反應器。
4.恒流攪拌反應器串聯(lián)
將若干個(gè)恒流攪拌反應器串聯(lián)起來(lái)，或者在一個(gè)塔式或管式的反應器內分若干個(gè)級在級內是充分混合的，級間是不混合的。其優(yōu)點(diǎn)是既可以使反應過(guò)程有一個(gè)確定不變的反應速度，又可以分段控制反應，還可以使物料在反應器內的停留時(shí)間相對地比較集中。因比這種反應器綜合了活塞流反應器和恒流攪拌反應器兩者的優(yōu)點(diǎn)。
文章出處：http://www.vipshong.cn/2023/sjhzx_10/662.shtml
