उच्च दबाव रिएक्टर क्या है? सुरक्षा, डिजाइन और औद्योगिक अनुप्रयोग

मूल प्रश्न का उत्तरःउच्च दबाव रिएक्टर क्या है और मानक दबाव सीमाओं से ऊपर सुरक्षित संचालन के लिए इसे कैसे बनाया जाता है?एक उच्च दबाव रिएक्टर एक दबाव कंटेनर है जिसे 15 पीएसआई (1.03 बार) से अधिक आंतरिक दबावों पर रासायनिक प्रतिक्रियाओं को करने के लिए डिज़ाइन किया गया है,उस सीमा से ऊपर जो एएसएमई बॉयलर और दबाव पोत कोड सेक्शन VIII में विशेष डिजाइन की आवश्यकता होती हैइन रिएक्टरों का निर्माण फोल्ड कार्बन स्टील, स्टेनलेस स्टील (304/316L) या इनकोनेल 625 और हैस्टेलॉय सी-276 जैसे विदेशी मिश्र धातुओं से किया जाता है।दीवार मोटाई के साथ 10 बार से 1 से अधिक के डिजाइन दबाव का सामना करने के लिए गणना की गईकम घनत्व वाले पॉलीइथिलीन (एलडीपीई) के उत्पादन जैसे चरम अनुप्रयोगों में 500 बार।

1उच्च दबाव रिएक्टरों के मुख्य डिजाइन और सुरक्षा सिद्धांत

·**ASME कोड अनुपालन और दीवार मोटाई गणना**प्रत्येक उच्च दबाव रिएक्टर को एएसएमई खंड VIII डिवीजन 1 या डिवीजन 2 के अनुसार डिज़ाइन किया गया है। दीवार की मोटाई सूत्र t = (P × R) / (S × E − 0.6 × P) द्वारा निर्धारित की जाती है, जहां P डिजाइन दबाव है,R त्रिज्या है, S अनुमेय तनाव है, और E संयुक्त दक्षता है। 1,000 बार से अधिक के दबाव के लिए, परिमित तत्व विश्लेषण (FEA) के साथ डिवीजन 2 अनिवार्य है।

·** बहु-स्तरीय सुरक्षा वास्तुकला **उच्च दबाव वाले रिएक्टरों में अतिरिक्त सुरक्षा उपकरण शामिल होते हैं: प्राथमिक अधिभार सुरक्षा के रूप में 110% डिजाइन दबाव पर सेट एक फट डिस्क (फट डिस्क),एक स्प्रिंग-लोड सुरक्षा राहत वाल्व के रूप में माध्यमिक सुरक्षा, और इंटरलॉकिंग सिस्टम जो रिएक्टर के सिर को खोलने से रोकते हैं जब आंतरिक दबाव 0.5 बार से अधिक होता है। चुंबकीय ड्राइव युग्मन गतिशील सील को समाप्त करते हैं,विषाक्त या ज्वलनशील माध्यमों के लिए शून्य रिसाव नियंत्रण प्राप्त करना.

·**थर्मल प्रबंधन और तनाव विश्लेषण**तेज ताप या शीतलन से थर्मल ग्रेडिएंट उत्पन्न होते हैं जो पोत की दीवार में माध्यमिक तनाव पैदा करते हैं।डिजाइनरों को यह सत्यापित करने के लिए एफईए का उपयोग करते हैं कि संयुक्त प्राथमिक प्लस माध्यमिक तनाव एएसएमई अनुमेय सीमाओं से नीचे रहते हैंमल्टी-ज़ोन जैकेट या आंतरिक कूलिंग कॉइल्स 50 से 500 किलोवाट/एम3 की गर्मी हटाने की दर प्रदान करते हैं, जो उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण जैसी अत्यधिक एक्सोथर्मिक प्रतिक्रियाओं के लिए आवश्यक हैं।

2उच्च दबाव रिएक्टरों के प्रमुख प्रकार

·**उत्पादक हाइड्रोजन रिएक्टर**समर्थित धातु उत्प्रेरक (Pd/C, Pt, Ni) पर हाइड्रोजन गैस के साथ 20 ‰ 200 बार पर काम करता है। वसा हाइड्रोजनीकरण, ठीक रासायनिक संश्लेषण और पेट्रोलियम शोधन के लिए उपयोग किया जाता है।चुंबकीय ड्राइव हलचलकर्ता एक लीक मुक्त हाइड्रोजन प्रतिधारण सुनिश्चित करते हैं, और आंतरिक शीतलन कॉइल हाइड्रोजनीकरण की 120-150 kJ/mol गर्मी को हटा देते हैं।

·**सुपरक्रिटिकल फ्लुइड रिएक्टर**प्रक्रिया द्रव के महत्वपूर्ण बिंदु से ऊपर काम करता है (उदाहरण के लिए, 31.1°C और 73.8 बार पर CO2 या 374°C और 221 बार पर पानी) । सुपरक्रिटिकल रिएक्टर अपशिष्ट विनाश (SCWO) को सक्षम करते हैं,औषधीय कणों का गठन, और ग्रीन एक्सट्रैक्शन प्रक्रियाएं। सामग्री को उच्च दबाव और उच्च तापमान दोनों को एक साथ सहन करना चाहिए।

·**पॉलीमराइजेशन रिएक्टर (ऑटोकलेव या ट्यूबलर) **एलडीपीई ऑटोक्लेव रिएक्टर 1500-3000 बार और 150-300°C पर काम करते हैं। हाइपरकम्प्रेसर डिजाइन और बहु-क्षेत्र हलचल मुक्त कण एथिलीन बहुलकरण को नियंत्रित करती है।एक ही प्रक्रिया के लिए ट्यूबलर रिएक्टर 3 तक पहुंच सकते हैं50 मिमी तक के आंतरिक व्यास के साथ 500 बार, विशेष उच्च दबाव ट्यूब फोर्जिंग की आवश्यकता होती है।

उच्च दबाव रिएक्टर प्रकार तुलना मैट्रिक्स

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

एएसएमई के अनुसार एक रिएक्टर को "उच्च दबाव" के रूप में किस दबाव की सीमा योग्य है?

एएसएमई बॉयलर और प्रेशर वेसल कोड सेक्शन VIII 15 पीएसआई (लगभग 1.03 बार) से ऊपर काम करने वाले कंटेनरों पर लागू होता है। इस दबाव से अधिक किसी भी रिएक्टर को एएसएमई डिजाइन, विनिर्माण, विनिर्माण, निर्माण, निर्माण और रखरखाव की आवश्यकताओं के अनुरूप होना चाहिए।निरीक्षण, और स्टैम्पिंग आवश्यकताओं, यू-स्टैम्प प्रमाणीकरण और तीसरे पक्ष के निरीक्षण सहित।

एक फट डिस्क और एक सुरक्षा राहत वाल्व के बीच क्या अंतर है?

एक फट डिस्क एक बार का, गैर-पुनः बंद करने वाला उपकरण है जो एक सटीक रूप से कैलिब्रेट दबाव पर फट जाता है, तत्काल पूर्ण-होर वेंटिलेशन प्रदान करता है।एक सुरक्षा राहत वाल्व एक स्प्रिंग लोड यांत्रिक वाल्व है कि आनुपातिक रूप से खुलता है और एक बार दबाव सेट बिंदु से नीचे गिर जाता है फिर से बंद हो जाता हैउच्च दबाव वाले रिएक्टर आमतौर पर श्रृंखला में दोनों का उपयोग करते हैंः प्राथमिक सुरक्षा के रूप में टूटने की डिस्क और माध्यमिक के रूप में राहत वाल्व।

उच्च दबाव वाले रिएक्टरों में चुंबकीय ड्राइव युग्मन का प्रयोग क्यों किया जाता है?

चुंबकीय ड्राइव एक गैर-चुंबकीय अलगाव खोल के माध्यम से टॉर्क प्रसारित करते हैं, गतिशील शाफ्ट सील को समाप्त करते हैं जो हलचल रिएक्टरों में सबसे आम रिसाव पथ है।यह हाइड्रोजन को संभालने के लिए महत्वपूर्ण एक hermetically सील प्रणाली प्राप्त करता है, विषाक्त गैसों, या उच्च दबाव पर pyrophoric सामग्री।

1000 बार से ऊपर काम करने वाले रिएक्टरों के लिए किन सामग्रियों का प्रयोग किया जाता है?

ऑटोफ्रेटेज उपचार के साथ कम मिश्र धातु वाले स्टील्स (जैसे SA-372) का उपयोग अल्ट्रा-हाई-प्रेशर ऑटोक्लेव के लिए किया जाता है। संक्षारक वातावरण के लिए,Inconel 625 या Hastelloy C-276 के साथ cladding रासायनिक प्रतिरोध प्रदान करता है जबकि बेस स्टील संरचनात्मक ताकत प्रदान करता हैआंतरिक सतहों को भी पहनने के प्रतिरोध के लिए स्टेललाइट के साथ कठोर किया जा सकता है।