Hvad er en flowreaktor?
En flowreaktor er en kemisk proces, hvor råmaterialer føjes til et reaktionsbeholder, typisk en række rør, for at oprette produkter kontinuerligt.Dette er forskelligt fra en batchproces, hvor alle materialer tilføjes og reageres, fjernes og behandles derefter.Flowreaktioner fortsætter, så længe råvarer tilsættes i den ene ende og kan bruges til både væsker og gasser.
Designet af en flowreaktor er typisk en række rør inde i en temperaturstyret skal.Varme eller kølevæske kan tilsættes til skallen for at tilvejebringe temperaturstyring af reaktionen inde i rørene.Reaktoren kan konstrueres af metaller, plast eller kompositter efter behov for at forhindre råmaterialer i at angribe det.
Tube -design til en flowreaktor kan variere meget afhængigt af de ønskede reaktioner.Sjældent er rørene tomme, fordi blanding ikke forekommer i tomme rør;Materialerne forbliver adskilt inde i rørene og reagerer ikke.Spiraler med mindre rør, små former kaldet pakning eller interne barrierer kaldet baffler bruges alle til at blande reaktanterne eller råmaterialer sammen.
Placering af snoede slange inde i en strømningsreaktor kan hjælpe med blanding eller varmeoverførsel.Spiraler tilføjer afstand for kemikalierne til at rejse i reaktionsafsnittet, hvilket giver mere tid til, at den kemiske proces kan forekomme.Opvarmning eller afkølingsvæsker kan også være inde i spolerne, med reaktanterne udenfor, for bedre temperaturkontrol.Rørstørrelse, der ændrer den indre diameter eller tværsnit, kan varieres for at ændre reaktantstrømningshastigheder.
Rør kan pakkes med forskellige materialer baseret på, hvilke reaktioner der er behov for.Nogle kemikalier kræver en katalysator, et materiale, der accelererer reaktioner uden at blive brugt op i processen.Katalysatorer kan føjes til keramiske glasperler eller andre materialer og pakkes i rørene.Ikke-katalysatorpakning kan også bruges til at hjælpe med at blande reaktanterne, hvilket ofte er nødvendigt, hvis der påføres varme eller afkøling på ydersiden af rørene.Uden blanding vil det materiale, der er tættest på rørvæggene, være for varmt eller koldt, hvilket vil påvirke produktkvaliteten.
Baffler kan variere meget i design, men alt hjælper med at blande ved at skabe hvirvler eller hvirvler af turbulens inde i røret.De kan være lag af mesh, der er installeret i rørene, eller riller, der er bearbejdet i rørvæggene.Katalysatorer kan også coates på baffeloverflader, hvilket giver reaktionskontrol ud over blanding.
Flowreaktordesign tager også højde for reaktionshastigheden for kemikalierne.Bevægelsen af kemikalier gennem alle rør skal være den samme, eller den færdige produktkvalitet kan være forskellig fra hvert rør.At designe strømningshastighederne for at få plug -strømningsbetingelser sikrer et konsistent produkt.Plug Flow er et kendetegn ved rørdesign og strømningshastighedskontrol, hvor tidsreaktanterne tilbringer i reaktoren er den samme uanset hvilket rør der observeres.