रासायनिक रिएक्ट्र्स के हो? रासायनिक रिएक्ट्र्स को प्रकार

रासायनिक प्रतिक्रिया को reactants को रूपान्तरण गर्न जान्छ जो एक प्रक्रिया हो। यसलाई जो सुरु भन्दा अन्य एक वा बढी उत्पादन उपज परिवर्तन, द्वारा विशेषता छ। रासायनिक प्रतिक्रिया विविध छन्। यो reactants, परिणाम पदार्थ, अवस्थाको र संश्लेषण, अपघटन, विस्थापन, isomerization, एसिड-क्षार, redox, आदि र जैविक प्रक्रियाहरु को समय को प्रकार मा निर्भर गर्दछ।

रासायनिक रिएक्ट्र्स अन्तिम उत्पादन विकास गर्न मा प्रतिक्रिया पूरा को लागि अभिप्रेरित ट्यांक छन्। आफ्नो डिजाइन विभिन्न कारक निर्भर र सबैभन्दा लागत प्रभावकारी तरिका अधिकतम उपज प्रदान गर्नुपर्छ।

प्रकार

त्यहाँ रासायनिक रिएक्ट्र्स तीन मुख्य आधारभूत मोडेल हो:

• ब्याच।
• लगातार भड्काए ट्यांक (HPM)।
• प्लग-प्रवाह रिएक्टर (Pfr)।

यी आधारभूत मोडेल अनुसार रासायनिक प्रक्रियाको आवश्यकताहरु संग परिमार्जन गर्न सकिन्छ।

ब्याच रिएक्टर

यस प्रकारका रासायनिक एकाइहरु केही polymerization प्रक्रियाहरू जस्तै, एउटा सानो मात्रा उत्पादन, लामो प्रतिक्रिया समय वा जहाँ सबै भन्दा राम्रो चयनात्मकता हासिल छ मा ब्याच प्रक्रियाहरू प्रयोग गरिन्छ।

यो उद्देश्य लागि, उदाहरणका लागि, जो सामग्रीहरू agitated स्टेनलेस स्टील पोत आन्तरिक काम ब्लेड, ग्याँस बुलबुले वा पंपों को माध्यम द्वारा छन्। तापमान नियन्त्रण एक गर्मी एक्सचेंजर मार्फत गर्मी विनिमय जैकेट, सिंचाई रेफ्रिजरेटर वा पम्पिंग मार्फत बाहिर छ।

ब्याच रिएक्ट्र्स हाल रासायनिक र खाद्य प्रसंस्करण उद्योग प्रयोग गरिएको। यो लगातार र असतत प्रक्रियाहरू संयोजन गर्न आवश्यक छ देखि आफ्नो स्वचालन र अनुकूलन, जटिलता सिर्जना गर्छ।

अर्ध-ब्याच रासायनिक रिएक्ट्र्स लगातार र ब्याच मोड मा काम संयोजन। एक bioreactor, उदाहरणका लागि, समय समयमा लोड छन् र लगातार कार्बन डाइअक्साइड, लगातार हटाउन पर्छ जो विज्ञप्ति। त्यसै गरी, chlorination प्रतिक्रिया, यदि लगातार प्रबन्ध छैन reactants को एक, क्लोरिन ग्याँस हुँदा, यो को थोक evaporates गर्दा।

एक दोषी वा लगातार प्रवाह संग मुख्यतया रासायनिक रिएक्ट्र्स वा लगातार धातु पोत प्रयोग ठूलो उत्पादन मात्रा सुनिश्चित गर्न।

लगातार भड्काए ट्यांक रिएक्टर

तरल reactants एक स्टेनलेस स्टील कन्टेनर गर्न खुवाइन्छ। भड्काए आफ्नो काम ब्लेड को उचित अन्तरक्रिया सुनिश्चित गर्न। यसरी, रिएक्टर को यस प्रकारको मा reactants लगातार पहिलो जलाशय (ठाडो, इस्पात) मा खुवाइन्छ, र त्यसपछि तिनीहरूले साथ ध्यान दिएर प्रत्येक पोत मा मिश्रण, को पछि मा प्राप्त। को संरचना हुनत मिश्रण वर्दी छ प्रणाली प्रत्येक ट्यांक मा एक पुरा एकाग्रता कन्टेनर गर्न कन्टेनर देखि भिन्न रूपमा।

reactant को असतत राशि ट्यांक (निवास समय) मा बिताउनुहुन्छ कि समय को औसत रकम प्रवाह therethrough को एक औसत volumetric दरमा कन्टेनर को मात्रा विभाजन गरेर बस गणना गर्न सकिन्छ। प्रतिक्रिया को पूरा अपेक्षित प्रतिशत रासायनिक kinetics प्रयोग गणना गरिएको छ।

स्टेनलेस स्टील ट्यांक वा मिश्र र enamelled को गरे।

को DMI को केही महत्त्वपूर्ण पक्षहरू

सबै गणना एक आदर्श मिश्रण मा आधारित प्रदर्शन गर्दै छन्। प्रतिक्रिया अन्तिम एकाग्रता सम्बन्धित एक दरमा आय। संतुलन मा, प्रवाह दर अन्यथा जलाशय पूर्ण वा खाली छ, प्रवाह दर बराबर हुनुपर्छ।

अक्सर आर्थिक धेरै सिरियल वा समानान्तर HPM काम गर्न लाभप्रद। पाँच वा छ एकाइहरूको एक क्यासकेड मा संकलित स्टेनलेस स्टील ट्यांक एक प्लग प्रवाह रिएक्टर रूपमा व्यवहार गर्न सक्नुहुन्छ। यो पहिलो एकाइ अभिकर्मकों को एक उच्च एकाग्रता र, फलस्वरूप, एक उच्च प्रतिक्रिया दर संग सञ्चालन गर्न अनुमति दिन्छ। साथै, जलाशय विभिन्न भाँडाकुँडा सञ्चालन प्रक्रिया सट्टा, ठाडो इस्पात HPM धेरै चरणमा राखिएको हुन सक्छ।

विभिन्न उचाइ को ठाडो विभाजन पर्खाल द्वारा विभाजन तेर्सो multistage कार्यान्वयन एकाइ, जो मार्फत मिश्रण Cascades बग्छ।

को reactants गरिबी miscible छन् वा पर्याप्त गर्दा ठाडो multistage रिएक्टर (ग्लास-लाइन वा स्टेनलेस स्टील) एक countercurrent मोडमा को घनत्व भिन्न। यो उल्टाउन प्रतिक्रिया लागि प्रभावकारी हुन्छ।

सानो fluidized ओछ्यानमा पूर्ण मिश्रित छ। ठूलो व्यापारिक fluidized-ओछ्यानमा रिएक्टर एक पर्याप्त वर्दी तापमान तर miscible मिश्रणों र अधिक्रमित राज्य छ र क्षणिक बग्छ therebetween।

रासायनिक प्रवाह रिएक्टर

Pfr - एक रिएक्टर (स्टेनलेस स्टील), एक वा बढी तरल reactants एक पाइप वा ट्यूब मार्फत पम्प्ड छन् wherein। तिनीहरूले पनि ट्यूबलर प्रवाह भनिन्छ। यो धेरै पाइप वा ट्यूब हुन सक्छ। को reactants एक अन्त मार्फत लगातार खुवाइन्छ र उत्पादनहरु अर्को देखि आउनुहोस्। रासायनिक प्रक्रियाहरु यो मिश्रण बित्दै रूपमा ठाउँ लिन।

को Pfr प्रतिक्रिया वेग ढाल सिस्टम: को उपखाडी धेरै उच्च छ, तर reactants र उत्पादन उपज को एकाग्रता मा एक कमी सन्तुष्ट यसको गति slows वृद्धि। सामान्यतया, गतिशील संतुलन हासिल छ।

विशिष्ट को रिएक्टर को तेर्सो र ठाडो अभिमुखीकरण छन्।

आवश्यक गर्मी स्थानान्तरण, व्यक्तिगत ट्यूब को ज्याकेट वा खोल र ट्यूब गर्मी एक्सचेंजर मा राखिएको गर्दा प्रयोग गरिन्छ। उत्तरार्द्ध मामला मा, रसायन आवास वा पाइप मा या त हुन सक्छ।

एक ठूलो व्यास नलिका वा यस्तै bathtubs Pfr र व्यापक प्रयोग संग धातु को कन्टेनर। केही विन्यास मा axial र रेडियल प्रवाह, धेरै झिल्ली संग एकीकृत गर्मी एक्सचेंजर्स, को रिएक्टर को तेर्सो वा ठाडो स्थिति र यति मा प्रयोग गर्नुहोस्।

एक अभिकर्मक संग पोत को मा interfacial सम्पर्क वृद्धि गर्न अक्रिय वा catalytic particulate कुरा भरिएको हुन सक्छ heterogeneous प्रतिक्रिया।

को Pfr महत्त्व कि गणना गर्ने ठाडो वा तेर्सो मिश्रण खातामा लिने छैन छ - यो शब्द "प्लग प्रवाह" द्वारा चाहनुभएको छ। को reactants को रिएक्टर छैन केवल उपखाडी मा शुरू गर्न सकिन्छ। यसरी, यो EPA को उच्च दक्षता हासिल वा यसको आकार र लागत कम गर्न सम्भव छ। प्रदर्शन पीएससी नै मात्रा को NRM भन्दा सामान्यतया उच्च छ। प्रतिक्रिया पिस्टन रिएक्ट्र्स मा मात्रा र समय को बराबर मान लागि मिश्रण एग्रिगेट भन्दा पूरा को एक उच्च प्रतिशत हुनेछ।

गतिशील संतुलन

रासायनिक प्रक्रियाहरु को बहुमत को लागि 100 प्रतिशत पूरा हासिल गर्न असम्भव छ। आफ्नो गति प्रणाली एक गतिशील संतुलन (कुल प्रतिक्रिया वा संरचना मा परिवर्तन उत्पन्न गर्छ जब) पुगेपछि क्षण यो सूचकांक माथि वृद्धि संग घट्छ। सबैभन्दा प्रणाली मा संतुलन को बिन्दु प्रक्रिया को 100% भन्दा कम पूरा छ। यस कारण यो बाँकी अभिकर्मकों अलग वा द्वारा-उत्पादनहरु लक्ष्य को लागि, यस्तो आसवन रूपमा अलग प्रक्रिया बनाउन आवश्यक छ। यी अभिकर्मकों कहिलेकाहीं प्रक्रियाको सुरुमा, जस्तै जस्तै Haber प्रक्रिया रूपमा पुनः प्रयोग गर्न सकिन्छ।

यस EPA को आवेदन

यौगिकों को रासायनिक रूपान्तरणको लागि ठूलो मात्रा, छिटो homogeneous वा heterogeneous प्रतिक्रिया, लगातार उत्पादन प्रक्रिया को प्रयोजन को लागि एक ट्यूब resembling, प्रणाली मार्फत आफ्नो आन्दोलन समयमा प्रयोग, र गर्मी को ठूलो मात्रा जारी गर्दा प्लग प्रवाह रिएक्ट्र्स।

को बोट मा .. Residence समय - आदर्श Pfr एक स्थिर निवास समय छ, अर्थात्, समय टी मा आइपुगेपछि कुनै पनि तरल (पिस्टन), यो समय टी τ, जहाँ τ मा छोड्छ।

यस प्रकारका रासायनिक रिएक्ट्र्स लामो समय भन्दा प्रदर्शन को उच्च स्तर, साथै उत्कृष्ट गर्मी स्थानान्तरण अधिकार। Pfr को बेफाइदा खराब तापमान मतभेद र तिनीहरूको उच्च लागत नेतृत्व गर्न सक्ने प्रक्रियाको तापमान अनुगमन को कठिनाई छ।

catalytic रिएक्ट्र्स

यस प्रकारका एकाइहरु अक्सर EPA को रूप मा लागू गरिन्छ तापनि तिनीहरूले थप जटिल हेरविचार चाहिन्छ। catalytic प्रतिक्रिया को दर रसायन संग सम्पर्क मा उत्प्रेरक को राशि गर्न समानुपातिक छ। एक ठोस उत्प्रेरक र तरल reactant को मामला मा प्रक्रियाहरु उपलब्ध क्षेत्र, रसायन र उत्पादनहरु को प्रवेश को गति समानुपातिक छ, र चयन अशान्त मिश्रण को उपस्थिति मा निर्भर गर्दछ।

को catalytic प्रतिक्रिया वास्तवमा अक्सर एक बहु-कदम हो। केवल प्रारम्भिक reactants को उत्प्रेरक प्रतिक्रिया छैन। उसलाई प्रतिक्रिया र मध्यवर्ती केही।

को उत्प्रेरक को व्यवहार पनि यस प्रक्रियाको kinetics महत्त्वपूर्ण, विशेष गरी उच्च पेट्रो प्रतिक्रिया मा, तिनीहरूले sintering, coking र समान प्रक्रियाहरू द्वारा निष्क्रिय हो।

नयाँ प्रविधिहरू को आवेदन

SAR बायोमास को रूपान्तरणको लागि प्रयोग गरिन्छ। उच्च दबाव रिएक्ट्र्स को प्रयोग मा प्रयोग गरिन्छ। तिनीहरूलाई मा दबाव 35 MPA पुग्न सक्दैन। 0.5 मा 600 सेकेन्ड देखि निवास समय भिन्न गर्न धेरै आकार प्रयोग गरेर। 300 ° C को अधिक तापमान पुग्न बिजुली गरम रिएक्ट्र्स प्रयोग गरिएको छ। बायोमास फिड HPLC-पंप द्वारा गरिन्छ।

पीएससी aerosol नैनोकणहरु

त्यहाँ संश्लेषण मा धेरै चासो र उच्च मिश्र र को लागि एक मोटी फिलिम कंडक्टर सहित विभिन्न उद्देश्य नैनोकणहरु को प्रयोग हो इलेक्ट्रनिक्स उद्योग। अन्य अनुप्रयोगहरूले टाढा इन्फ्रारेड र आणविक चुम्बकीय अनुनाद मा चुम्बकीय susceptibility को मापन, प्रसारण समावेश गर्नुहोस्। यी प्रणाली को लागि यो एक नियन्त्रित कण आकार उत्पादन गर्न आवश्यक छ। सामान्यतया 10 500 एनएम को दायरामा आफ्नो व्यास।

कारण आफ्नो आकार, आकृति र यी कणहरु को उच्च विशेष सतह क्षेत्रमा कस्मेटिक Pigments, झिल्ली, उत्प्रेरक, सेरामिक्स, catalytic र photocatalytic रिएक्ट्र्स को उत्पादन को लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ। नैनोकणहरु को आवेदन उदाहरण टायर मा कार्बन fillers लागि कार्बन मोनोअक्साइड सेन्सर लागि को संभावनाहिम को संभावना _2, TiO ₂ फाइबर, ₂ SIO colloidal सिलिका र अप्टिकल फाइबर, सी समावेश, फे रेकर्डिङ सामाग्री, नी ब्याट्री र सानो रकम मा, को लागि, पैलेडियम, म्याग्नेसियम र बिसमुथ। यी सबै सामाग्री aerosol रिएक्ट्र्स मा संश्लेषित छन्। चिकित्सा, नैनोकणहरु साथै मस्तिष्क को इमेजिंग लागि, रोकथाम र घाउ संक्रमण, कृत्रिम हड्डी प्रत्यारोपण को उपचार को लागि प्रयोग गरिन्छ।

उदाहरणका उत्पादन

एक Argon धारा अन्तर्गत अल्युमिना कणहरु लागि संग संतृप्त धातु को RAC मा cooled छ व्यास 18 मिमी र 1000 ° C / s मा 1600 ° C को तापमान को 0.5 मिटर लम्बाइ। यस रिएक्टर मार्फत ग्याँस खण्डमा nucleation र अल्युमिना कणहरु को वृद्धि आउछ। 2 dm ³ / मिनेट र दबाव को प्रवाह दर 1 एटीएम (1013 प) छ। ग्याँस cooled छ रूपमा र आन्दोलन जो टक्कर र वाष्प अणु देखि कणहरु को उद्भव निम्त्याउँछ सम्म कण एक महत्वपूर्ण आकार पुग्छ बारम्बार गर्न, supersaturated बन्नेछ। यो supersaturated एल्यूमीनियम अणु कणहरु मा सानो पार्नु ग्याँस मार्फत उत्प्रेरित गर्छ, तिनीहरूको आकार वृद्धि।