पूर्ण मिश्रित प्रवाह रिएक्टर (सीएमएफआर) क्या है?

एपूर्ण मिश्रित प्रवाह रिएक्टर (CMFR)रसायन इंजीनियरिंग में अधिक आम तौर परनिरंतर हलचल टैंक रिएक्टर (CSTR)यह एक औद्योगिक रिएक्टर डिजाइन है जिसमें रिएक्टेंट्स को लगातार एक कंटेनर में डाला जाता है, समान रूप से मिश्रित किया जाता है, और लगातार वापस लिया जाता है।

CMFR की परिभाषित विशेषता "पूर्ण मिश्रण" की धारणा है। इसका अर्थ है कि किसी भी समय,रिएक्टर के अंदर द्रव की एकाग्रता और तापमान पूरे रिएक्टर में समान हैं, और आउटलेट स्ट्रीम की एकाग्रता और तापमान के बराबर है।स्थिर अवस्थाप्रक्रिया, जिसका अर्थ है कि पात्र के अंदर गुण समय के साथ नहीं बदलते हैं।

एक सीएमएफआर निरंतर मात्रा बनाए रखकर कार्य करता है (वी) एक स्थिर आयतन प्रवाह दर बनाए रखते हुए (Qयांत्रिक हलचलकर्ता (इम्पेलर) रिएक्टर के भीतर रिएक्टर के सभी भागों में रासायनिक प्रतिक्रिया की गति को समान बनाने के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान करता है।

सीएमएफआर को डिजाइन करने के लिए, इंजीनियर सामान्य मोल संतुलन समीकरण का उपयोग करते हैं। क्योंकि यह स्थिर स्थिति में काम करता है, पात्र के भीतर प्रतिक्रियाओं का संचय शून्य है।

सीएमएफआर में सबसे महत्वपूर्ण मीट्रिक में से एक हैअंतरिक्ष समय, जो एक द्रव कण के रिएक्टर में बिताए जाने वाले औसत समय का प्रतिनिधित्व करता है।

यदि निवास का समय बहुत कम है, तो प्रतिक्रिया पूरी होने से पहले अभिकर्मक रिएक्टर छोड़ सकते हैं (कम रूपांतरण) । यदि यह बहुत लंबा है, तो प्रक्रिया थ्रूपुट अप्रभावी है।

इंजीनियरों को जब तापमान या एकाग्रता को ठीक से नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है, या जब निरंतर प्रक्रियाओं से निपटने की आवश्यकता होती है, तो सीएमएफआर चुनते हैं।

पूरी तरह मिश्रित प्रवाह रिएक्टर उन उद्योगों में पसंद किया जाता है जहां प्रक्रिया स्थिरता सर्वोपरि हैः

• अपशिष्ट जल उपचार:"एक्टिवेटेड स्लज" प्रक्रिया सीएमएफआर मॉडल का सबसे आम अनुप्रयोग है। यह स्थिर, नियंत्रित वातावरण में अपशिष्ट के जैविक अपघटन की अनुमति देता है।

• औषधीय संश्लेषण:यह दवाओं के निरंतर उत्पादन की अनुमति देता है, पारंपरिक बैच केटल की तुलना में बैचों के बीच अधिक स्थिरता प्रदान करता है।

• पोलीमराइजेशन:सी.एम.एफ.आर. अत्यधिक एक्सोथर्मिक प्रतिक्रियाओं को प्रबंधित करने में मदद करता है; क्योंकि प्रतिक्रियाओं को थोक मात्रा में पतला किया जाता है, गर्मी उत्पादन स्थिर हो जाता है, जिससे थर्मल रनवे का जोखिम कम हो जाता है।

प्रश्न: "पूर्ण मिश्रण" एक धारणा क्यों है?

उत्तर: वास्तविकता में, कोई भी रिएक्टरउत्तम रूप सेमिश्रित। हालांकि, इंजीनियर गणनाओं को सरल करने के लिए एक आदर्श के रूप में इसका उपयोग करते हैं। यदि मिश्रण तीव्रता पर्याप्त रूप से उच्च है (उच्च इम्पेलर गति), मॉडल और वास्तविकता के बीच त्रुटि नगण्य है,इसे एक शक्तिशाली डिजाइन उपकरण बनाने.

प्रश्न: यदि मिश्रण की गति बहुत कम हो तो क्या होगा?

उत्तर: यदि मिश्रण अपर्याप्त है, तो प्रणाली सीएमएफआर की तरह कार्य करना बंद कर देती है और "सघनता ढाल" (या मृत क्षेत्र) विकसित करती है। इससे प्रतिक्रिया अप्रभावी हो जाती है,उत्पाद की असंगति का कारण बनता है, और अपशिष्ट जल के मामले में, स्थिर क्षेत्रों में बायोमास के मरने का कारण बन सकता है।

प्रश्न: क्या सीएमएफआर बैच रिएक्टर के समान है?

उत्तर: नहीं। एक बैच रिएक्टर एक समय में एक "बैच" का प्रसंस्करण करता है (बंद, साफ, फिर से भरना) । एक सीएमएफआर निरंतर प्रवेश और बहिर्वाह के साथ 24/7 काम करता है,उच्च मात्रा में उत्पादन के लिए इसे काफी अधिक कुशल बनाना.

मुझे अपने काम के लिए सबसे प्रासंगिक इंजीनियरिंग संदर्भ प्रदान करने में मदद करने के लिए, आप एक विशिष्ट अपशिष्ट जल प्रक्रिया के गतिशीलता मॉडलिंग कर रहे हैं,या आप CMFR मॉडल का उपयोग कर एक रासायनिक संश्लेषण प्रणाली डिजाइन करने के लिए देख रहे हैं?