反應器在水處理中的應用：反應器的類型
發(fā)布時間：2023-10-12 11:15:08 人氣：0
在化工生產過程中，都有一個發(fā)生化學反應的生產核心部分，發(fā)生化學反應的容器稱為反應器。
化工生產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。均相反應器的特點是反應只在一個相內進行，通常在一種氣體或液體內進行。當反應器內必須有兩相以上才能進行反應時，則稱為多相反應器。
按反應器的操作情況可以分為間歇式反應器和連續(xù)流式反應器兩大類。間歇反應器是按反應物“一罐一罐地”進行反應的，反應完成卸料后，再進行下一批的生產，這是一種完全混合式的反應器。當進料與出料都是連續(xù)不斷地進行時，這類反應器則稱為連續(xù)反應器。連續(xù)反應器是一種穩(wěn)定流的反應器。
連續(xù)反應器有兩種完全對立的理想類型，分別稱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(wěn)態(tài)條件下操作的，所有物料一次加進去，反應結束以后物料同時放出來，所有物料反應的時間是相同的;反應物濃度隨時間而變化，因此化學反應速也隨時間而變化;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，和實驗室里所用的燒瓶在本質上沒有差別，對于小批量生產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，因此也稱管式反應器，其特征是流體是以列隊形式通過反應器，液體元素在流動的方向決無混合現(xiàn)象(但在垂直流動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，反應時是管長的函數(shù)，反應物的濃度、反應速度沿管長而有變化，但是沿管長各點上反應物濃度、反應速度有一個確定不變的值，不隨時間而變化。在間歇式反應器中，最快的反應速度是操作過程中的某一個時刻;而在活塞流反應器中，最快的反應速度是在管長中的某一點。
3.恒流攪拌反應器
恒流攪反應器也稱為連續(xù)攪罐反應器，物料不斷進出，連續(xù)流動。其特點是，反應物受到了極好的攪拌，因此反應器內各點的濃度是完全均勻的，而且不隨時間而變化，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。這種反應器必然要設置攪拌器，當反應物進入后，立即被均勻分散到整個反應器容積內，從反應器連續(xù)流出的產物流，其成分必然與反應器內的成分一樣。從理論上說，由于在某一時刻進到反應器內的反應物立即被分散到整個反應器內，其中一部分反應物應該立即流出來，這部分反應物的停留時間理論上為零。余下的部分則具有不同的停留時間，其最長的停留時間理論上可達無窮大。這樣就產生了一個突出現(xiàn)象:某些后來進入反應器內的成分必然要與先進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的特點則為具有返混作用，所以又稱為返混反應器。
4.恒流攪拌反應器串聯(lián)
將若干個恒流攪拌反應器串聯(lián)起來，或者在一個塔式或管式的反應器內分若干個級在級內是充分混合的，級間是不混合的。其優(yōu)點是既可以使反應過程有一個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。
文章出處：http://www.661k.cn/2023/sjhzx_10/662.shtml
