Гетерогендік реакциялара арналан аппараттар.

 

Гетерогендік жйелерде атарылатын реакциялара арналан аппараттара негігінен газсйыты реакциялар жне газ бен атты зат арасындаы реакциялара арналан аппараттар жатады.

Газсйыты реакциясыны жруі шін газ бен сйыта рекеттестіру ажет, жне де мндай реакциялар фазааралы массаалмасумен жреді . Процесті атарылуын йымдастыруа арай кедей жадайда процесті бір кезеі сйы фазада, екіншісі-газ фазасында жреді. Газ сйыты реакторлар абсорберлерге сас, жне де мндай мндай фазаларда рекеттестіру шін ттамалы жне табашаа тоыстырыш элементтерде олданады. Дегенмен де физикалы абсорбцияа араанда газсйыты реакторларда процесс екеулі жылулы серменен жреді.Сонымен атар аппаратты клемі реакцияа ажет олжеткізуге сай дрежеде болуы керек.

Гетерогендік реакторлара баяу жне шапша реакцияларда арындастыру дістері алуан трлі.Шапша реакцияларда жргізу барысында,барысы массалмасу кезеімен шектелгенде ,аппарат німділігін массаалмасуды отайлы жадайын амтамасыз ете отырып арттыруа болады: фазалы бетті артыруменен ,араластыру арындылыыменен , немесе фазаларды салыстырмалы жылдамдыыменен. Заттарды реакцияланушы абылетімен шектелуші баяу реакцияларда атару барысында процесті оны кинетикалы факторларына сер ете отырып арынды еткізуге болады. Мселен реакцияланушы заттарды концентрациялануын артырумен, температураны жоарлатумен немесе едуір белсенді катализаторларда олданумен. Газ фазаларында заттарды концентрациясын аппараттаы ысымды арттырумен кбейтуге болады.

Газ бен атты зат арасын реакцияларда массатумен жреді. Тек бір газ фазасыны шегінде жреді. Мнда реакцияланушы заттарда газ фазасы щегінен атты зат бетіні ауданы сер етуі ауа шін оны са тйіршіктерге сатады немесе майда кесекті гранула трінде олданады.

Процсесті ерекшелігін реакатор конструкциясы жне оны леші анытайды.Бірінші жадайда процсесті физикалы кезеі (жылу немесе массаалмасу)анытаса ,екіншісінде –химиялы кезені кинетикасыменен аныталады.

Газсйыта реакторлар.

Газсйыта реакторларда газсйыты реакторларды екі нсасы бар:яни мнда не газ тікелей сйыренен реакцияа тседі ,не реакцияяландырушы зат газ ортасында болады да сйы катализатор клемінде ,не оны бетінде жреді.Газсйыты каталищзатора берілетін басты талап,фазааралы рекеттесуге жне процесті отайлы ыжлулы тіртіпке жадай жасау ,себебі газсйыты реакциялар ыли фазааралы массаалмсуменен абаттаса жреді,ал оларды жылдамдыы температураа туелді болады.

Аталан талаптарды орындалу маыздылыына арай газсйыта реакторлар механикалы аралсатырышта ,сйыты механикалы шашыратуменен ,ттамалы немесе табашалы бааналы типте , барботагиды типтегі,кбікті болып келеді.

Механикалы массаалмастырышта реакторларды басты масатта аэрозольдерді алу немесе абсорбсияланушы заттарды елеусіз концентрациясындаы нерксіптік газдарды абсорбциялау шін олданады , Мысал ретінде мндай типтегі реакторлар ретінде реактор-турбоабсорберді арастыруа болады.

 

 

1-орталы быр ;2-газ беру патрубкасы;3-тндыру блігі ;4-дискі;5-озалмайтын дискі ;6-жылуалмастырыш;7-білік .

1-сурет Реактор-турбоабсорбер.

 

Сйыты механикалы шашырату реакторы.Мнда реакторларда газ бен сйы арасында рекеттесуші фазалы бетке сйыта трлі шашыратыштарда,фосункаларда жне айналмалы дикаларда олданумен жзеге асыруа болады.

 

1-аа;2-білік;3-диска;4-жейдеше.

 

2сурет Айналмалы дискалы реактор.

Мндай аппараттарда диффузиялы аймата жретін шапша реакциялар шін олайды жадай жасалады.

Ттамалы немесе табашалы типтегі бааналы реакторлар.

Мндай реакторлар дамыан фазааралы бетті амтасасыз ету ,сыты дайы циркуляцияда болуына,елеусіз гидравликалы кедергісіні болуына арай те тиімді.Ттамалы бааналы реакторларда жиі диффузиялы аймата жретін реакциялар шін табашалы айматаы реакторлар тиімді олданыст аболса ,кинетикалы аймата жретін реакциялар шін табашалы айматаы реакторлар тиімді.Мнда газды сйыпенен жасы рекеттесуіне ол жеткізуге болады.Сонымен атар бл аппараттар елеусіз клемдегі реакцияланушы ?шін тиімді.

1-Капсулалы алашалы табаша ;2-апатар;3-ю ?;4-жылуалмастыру элементі;

 

3 сурет.Бааналы табашалы реактор.

 

Барботажды типтегі реакциялы аппараттар.Бл аппараттар газсйыты реакциялар шін арапайым жне ке таралан. Аппараттар кинетикалы аймата тетін баяу реакциялар шін олданымды .Аппаратта бкіл клемде біркелкі жретін реакциялар шін физикаландыруды жысы рекеттесуі мен жеткілікті араласуы амтамасыз етіледі.ажетті температуралы жадайды амтамасыз ету шін аппарат жейдешемен ,сирек бірге жасалан немесе тыс шыарылан жылуалмастырышты олданады.Реактор газды сйыта жасы таралуыменен ,жылуберуші бетті реакцияланушы зат клеміне аландаы лкен атынасыны болуыменен жеткілікті жылуберу коэффициентімен ерекшеленеді,жне де мнда секцияландыру мен арсы аыс отайлы йлестірілген.

 

1-газ кету келте быры ;2-сйыты кету келте быры ;3-орталы циркуляциялы быр;4-бырша;5-бырлы тор;6-саиналы бгет;7-сйы беру келте быры.

 

4-сурет.Барботажды аптама бырлы реакторлар.

 

Кбікті реакторлар. Барботажды типегі реакциялара араанда кбікті аппаратта газ кпіршіктері сйыа лкен жылдамдыта келеді.Нтижесінде реакциялы масса арынды араласа отырып динамикалы кбік тзеді,жне де мндай кбік елеусіз аз диффузиялы кедергісіменен сипатталады. Осыан орай кбікті аппараттар шапша реакциялар шін тиімді.Мндай аппараттара газды жмысшы жылдамдыыны диапазоны 0,8-4 м/с.

1-аа;2-тгілу ернеуі;3-ю бгеті;4-табаша.

5 сурет.Кбікті реактор.

Газ бен атты заттар арасындаы реакцияларда атаруа арналан аппараттар. Бл топтаы аппараттар келесі тжірибеде маызы бар процестерді атаруа араналып таайындалан,цемент ндірісіндегі клинерді кйдіру ,кбасты кйдіру ,гипсті жне соданы кйдіру ,коксты баса да атты отындарда газификациялау ,ккірт ышылы ндірісіндегі пиритті кйдіру(ккірт калчеданан).Бл абардаы процестер жоары температурада атарыла отырып, елеулі млшердегі жылуда беру немесе кетуді талап етеді.Осыан орай бл реакторларды пеш деп атайды .Газ(газ оспасыны белгілі компоненттерді)реагент, отын, жылутасмалдаыш немесе реакциялану процесінде атты заттан блінуі ытимал.

Мндай тииптегі реакторларды негізгі типтері :тік цилиндірлік реакторлар (шахталы пештер мен газогенераторлар) ;срелі кйдіру пештері ; барабанды айналмалы пеш;айнау абаттты (жалан сйылу абатты пештер (реакторлар)) Сонымен атар сирек сырттан ыздырудаы жне атты днді заттарды абаттан (шынжырлы колосникті торлары бар.) горизонтал механикалы жылытудаы мезгілді сердегі реакторларды олданады.

Шахталы пештер.Бл типтегі реакторлара ке млім домна пешін жатызуа болады,бкіл ара металлургияны негізі болып табылатын, сонымен атар магнетизді ,доломттерді жне баса да материалдарды кйдіруге ажетті жылу пешті тменіндегі сйы немесе газтріздес отындарда( 3жне 4 оттытарда) сонымен атар ктаспенен аралсан коксты жаау барысында алынатын.

Материал абаты тік баытта озалатын газогенераторлар конструкциясы бойынша шахталы пештерден елеусіз ерекшеленеді,тек биіктігіні диаметіріне ліс атынаста болуменен ерекшеленеді. Жабды басты масатта жаныш газ алу шін колорбекрамды атты отынды газофикациялауда олданылады.Сонымен атар баса да атмосфералы ысымда атарылатын экзотермиялы реакциялар шін олданады.

Процесс барысында ауа не оттегі жне су буы кей жадайда кміртек екіоксиді олданады.Іс жзінде атты отынны барлы трлері газофикацияа беріледі:тас жне бос кмір ,жаныш сланецтер,ааш шірігі,торф,сонымен атар ауылшаруашылы алдытары.Алынан газ нерксіптік ажеттілік шін отан ретінде олданылады.Срелі пеш ккірт ышылы ндірісінде пиритті жауа кеінен олданады.Дегенімен мнда баса да сас экзотермиялы процестерді атаруда да кеінен олданады. Химиялы аппарат жасауды дамуымен срелі пештер е алдымен жалан сйылу абатта пештерге ,сонан со са ккіртті балытылан кйде жау пешімен алмастырылан.

Барабанды айналмалы пеш.

Конструкциясы бойынша барабанды кептіру аппаратына сас.Дегенмен де кептіргішке араандп мнда жоары температуралы редакциялы процестер жреді. Экзотермиялы реакция шін жабды тыс шыарылан отындыпенен жабдыталады.

Барабанды пештер ауыр жне ымбатнды аппарат, диаметрі 1, 8-3, 5м, зындыы 100 м- ге жетеді. Цемент ндірісінде зындыы 230м- ге, диаметрі 7 м дейін жетеді.

Жалансйылу абатта реакторлар.Жалансйылу абаты газ бен атты зат арасындаы реакцияларды масатта німні жасы шыынын амтамасыз етуменен ткізуге блады .Араласуды арындылыы жмысшы клемдегі концентрация мен температураны тратылыын амтамасыз етеді, жне де реакцияны тиімді тртіпте жргізуге ммкіндік береді.

Бл аппараттар сипаттамасы бойынша идеоды араластыру модельдегі аппарата жаын келеді. Дегенменде жмысшы ортамен рекеттесуші аппараттарыны конструктивті элементтеріні абразивті тозуда жне процеске атысушы атты затты саталуы орын алады.