|
Verschil tussen batch-, gemengde stroom- en plug-flowreactoren
| MOQ: | 1 sets |
| Prijs: | 10000 USD |
| Levertijd: | 2 maanden |
| Betalingswijze: | L/C, T/T |
| Leveringscapaciteit: | 200 sets/dagen |
Batch reactor mixing vessel
,mixed flow reactor design
,plug-flow reactor vergelijking
In de chemische reactietechniek is de keuze van de juiste reactor de meest cruciale beslissing in het procesontwerp.en de algemene economie.
Hoewel er tientallen gespecialiseerde reactorvarianten zijn, kunnen bijna alle industriële chemische processen worden gemodelleerd met behulp van drie fundamentele idealisaties:Batchreactor, deMixed Flow Reactor (MFR / CSTR), en dePlug Flow Reactor (PFR).
Het fundamentele verschil tussen hen komt neer op twee variabelen:tijdenruimte(stroom).
Een batchreactor is een gesloten systeem, je vult het met reagentia, laat de reactie een bepaalde tijd lopen en leeg het dan.
De natuurkunde:Er is geen continue stroom in of uit tijdens de reactie, de roer zorgt ervoor dat het mengsel perfect uniform is.de concentratie in de tank daalt continu van begin tot eind.
Concentratieprofiel:Verschillend mettijd, maar is uniform inruimte(in de hele tank).
Ontwerpverhouding:Om de tijd (t) te bepalen die nodig is om een doelconversie (XA) te bereiken voor een systeem met een constant volume:
Het beste gebruikt voor:Farmaceutische producten, speciale chemicaliën, fermentatie en processen die lange reactietijden vereisen waarbij flexibiliteit en traceerbaarheid van het grootste belang zijn.
Ook algemeen bekend als deContinu gemengde tankreactor (CSTR)De reactieve reactie is een open reactor die in een vaste toestand functioneert.
De natuurkunde:De definitieve veronderstelling is:perfect vermengenAls een druppel reagens in de tank komt, wordt het onmiddellijk verspreid. Daarom is de concentratie ergens in de reactor identiek aan de concentratie van de uitstroom.
Concentratieprofiel:Constante mettijd(steady-state) en uniform inruimteDe reactie vindt altijd plaats bij de laagst mogelijke concentratie (de uitgangsconcentratie).
Ontwerpverhouding:Om het vereiste volume (V) te vinden:
Het beste gebruikt voor:Zeer exotherme vloeibare fase reacties (het grote volume vloeistof absorbeert de warmte) en continue chemische massaproductie.
Een Plug Flow Reactor is meestal een lange pijp of buis. Net als de MFR is het een continu, steady-state open systeem, maar heeft het absoluut geen mechanisch mengen.
De natuurkunde:De vloeistof beweegt door de buis in parallelle "plugs". Er is een perfecte vermenging radial (over de breedte van de buis), maarnul axiale vermengingAls de vloeistof door de buis loopt, worden de reagentia voortdurend verbruikt.
Concentratieprofiel:Constante mettijd(steady-state), maar varieert inruimteDe concentratie is het hoogst bij de inlaat en daalt soepel tot het laagste punt bij de uitlaat.
Ontwerpverhouding:Om het vereiste volume (V) te vinden:
Het beste gebruikt voor:Snelle gasfase-reacties, hoogtemperatuur petrochemische cracking en katalytische reacties (waar de buis gevuld is met vaste katalysatoren).
Om het verschil tussen deze reactoren echt te begrijpen, moet je kijken hoe efficiënt ze chemische omzetting bereiken.het vereist altijd een groter volume dan een PFR om precies dezelfde omzetting te bereiken (voor normale reactiekinetiek).
Gebruik de onderstaande simulator om de doelconversie en reactiesnelheid aan te passen om te zien hoe de wiskundige modellen de reactoren anders afmeten.
| Kenmerken | Batchreactor | Gemengde stroom (MFR/CSTR) | Stroom van de stekker (PFR) |
|---|---|---|---|
| Operatiemodus | Onstabiel (cyclisch) | Steady-state (continuous) | Steady-state (continuous) |
| Mengpatroon | Eenvormig gemengd | Eenvormig gemengd | met een gewicht van niet meer dan 50 kg |
| Volume efficiëntie | Hoog (reactiesnelheid is snel aan het begin) | Laag (de reactiesnelheid wordt beperkt door de uitgangsconcentratie) | Hoog (reactiesnelheid blijft hoog bij het inlaten) |
| Afstandstijd | Hoog (vullen, leegmaken, schoonmaken) | Laag (runs 24 uur per dag) | Laag (runs 24 uur per dag) |
| Investeringskosten | Laag | Gemiddeld | Hoog (afhankelijk van de behoefte aan leidingen/pompen) |
| Thermische regeling | Goed (Tank met jas) | Uitstekend (Hoge verdunning voorkomt hot spots) | Slecht (risico van hotspots bij de inlaat) |
Selecteer Batch als:U produceert kleine hoeveelheden van hoogwaardige producten (zoals farmaceutische producten) waarbij u dezelfde apparatuur moet gebruiken om verschillende recepten te maken, of als uw reactie 12+ uur duurt om te voltooien.
Kies gemengde stroom (MFR/CSTR) indien:U verwerkt grote hoeveelheden vloeistof, voert een biologisch proces uit (zoals afvalwaterbehandeling) of moet een reactie die een enorme hoeveelheid warmte afgeeft veilig beheersen.
Kies Plug Flow (PFR) indien:U werkt aan een grootschalig gasproces, heeft de kleinste mogelijke reactorvoetafdruk nodig of voert een reactie door een vaste katalysator (bijv. olieraffinage).
