Qu'est-ce qu'un réacteur à flux?
Un réacteur à flux est un processus chimique où les matières premières sont ajoutées à un récipient de réaction, généralement une série de tubes, pour créer des produits en continu.Ceci est différent d'un processus par lots, où tous les matériaux sont ajoutés et réagis, puis retirés et traités.Les réactions d'écoulement se poursuivent tant que les matières premières sont ajoutées à une extrémité et peuvent être utilisées pour les liquides et les gaz.
La conception d'un réacteur à débit est généralement une série de tubes à l'intérieur d'une coque à température contrôlée.La chaleur ou le liquide de refroidissement peut être ajouté à la coque pour fournir un contrôle de la température de la réaction à l'intérieur des tubes.Le réacteur peut être construit à partir de métaux, de plastiques ou de composites au besoin pour empêcher les matières premières de l'attaquer.
Les conceptions de tubes pour un réacteur à écoulement peuvent varier considérablement en fonction des réactions souhaitées.Les tubes sont rarement vides, car le mélange ne se produira pas dans des tubes vides;Les matériaux resteront séparés à l'intérieur des tubes et ne réagiront pas.Des bobines de petits tubes, de petites formes appelées emballages ou des barrières internes appelées chicanes sont toutes utilisées pour mélanger ensemble les réactifs ou les matières premières.
Placer des tubes enroulés à l'intérieur d'un réacteur à débit peut aider à mélanger ou à transférer la chaleur.Les bobines ajoutent une distance pour que les produits chimiques se déplacent dans la section de réaction, ce qui donne plus de temps au processus chimique.Les liquides de chauffage ou de refroidissement peuvent également être à l'intérieur des bobines, avec les réactifs à l'extérieur, pour un meilleur contrôle de la température.La taille du tube, qui modifie le diamètre interne ou la coupe transversale, peut être variée pour modifier les débits de réactifs.
Les tubes peuvent être emballés avec divers matériaux en fonction des réactions nécessaires.Certains produits chimiques nécessitent un catalyseur, un matériau qui accélère les réactions sans être utilisé dans le processus.Des catalyseurs peuvent être ajoutés à des perles de verre en céramique ou à d'autres matériaux et emballés dans les tubes.L'emballage non catalyseur peut également être utilisé pour aider à mélanger les réactifs, ce qui est souvent nécessaire si la chaleur ou le refroidissement est appliqué à l'extérieur des tubes.Sans mélange, le matériau le plus proche des murs du tube sera trop chaud ou froid, ce qui affectera la qualité du produit.
Les chicanes peuvent varier considérablement en conception, mais tout aide à mélanger en créant des tourbillons ou des tourbillons de turbulences à l'intérieur du tube.Ils peuvent être des couches de maillage installées dans les tubes ou des rainures usinées dans les parois du tube.Les catalyseurs peuvent également être enduits sur des surfaces de chicane, fournissant un contrôle de réaction en plus du mélange.
La conception du réacteur à débit prend également en compte la vitesse de réaction des produits chimiques.Le mouvement des produits chimiques à travers tous les tubes doit être le même, ou la qualité du produit fini peut être différente de chaque tube.La conception des débits pour gagner des conditions d'écoulement des bouchons assure un produit cohérent.L'écoulement des bouchons est une caractéristique de la conception du tube et du contrôle du débit où les réactifs de temps passent dans le réacteur sont les mêmes quel que soit le tube observé.