المفاعلات الأنبوبية

مقدمة للمفاعلات الأنبوبية
1.1 الفرق بين المفاعل الأنبوبي ومفاعل غلاية

(1) المفاعلات الأنبوبية عبارة عن مفاعلات تدفق دفع مسطحة بدون خلط عودة ، في حين أن مفاعلات الغلاية هي مفاعلات تدفق مختلطة بالكامل ؛

(2) يكون وقت إقامة الوسط في المفاعل أقصر في المفاعل الأنبوبي ، في حين أن وقت الإقامة في مفاعل الغلاية غير مستقر ؛

(3) يتمتع مفاعل الأنبوب بقدرة أقوى على تبديد حرارة التفاعل ، في حين أن مفاعل الغلاية لديه القدرة الفقيرة على تبديد حرارة التفاعل ، ويمكن تجهيزه بسترة خارج مفاعل الغلاية أو مع لفائف داخل الغلاية لتعزيز تبادل الحرارة ؛

1.2 ميزات المفاعلات الأنبوبية

1) أوقات التفاعل المتساوية لجميع أجزاء المادة المتفاعلة في المفاعل ، وتركيز المواد المتفاعلة ومعدل التفاعل الكيميائي في أي نقطة في المفاعل لا يتغير بسبب الوقت

2) غرفة عمل ضيقة ، مساحة سطح محددة كبيرة ، بنية نقل الحرارة الداخلية والخارجية ، كفاءة نقل الحرارة العالية ، وخاصة مناسبة للتفاعلات مع التأثيرات الحرارية الكبيرة

3) نظرًا لأن المفاعل الأنبوبي عبارة عن مفاعل تدفق للدفع المسطح ، فإن إعادة خلط المواد في المفاعل الأنبوبي أصغر ، وفي هذا الصدد ، يكون له ميزة على مفاعل الغلاية في أن السائل في المفاعل الأنبوبي يمكن اعتباره مثاليًا السائل عندما يكون التدفق صغيرًا ؛

4) إنه مناسب لكل من تفاعلات الغاز إلى الغاز وردود الفعل السائل إلى السائل ، والتي يمكن تنفيذها أيضًا في بيئات مضغوطة ، وهي مناسبة بنفس القدر للمواد اللزجة للغاية ؛

5) دقة تحكم عالية للغاية للسيطرة على الوقت للبقاء في المفاعل ، وكذلك تشغيل التحكم في درجة الحرارة المقطعية ؛

6) السعة الكبيرة لكل وحدة حجم من المفاعل الأنبوبي تجعلها مناسبة للإنتاج المستمر الكبير مع معدلات تفاعل عالية ؛

أنواع المفاعلات الأنبوبية

2.1 مفاعل أنبوبي أفقي

تتكون المفاعلات الأفقية مثل الشكل 1 من أنابيب فولاذية سلسة وأنابيب U ، والتي ترتبط ببعضها البعض بواسطة الشفاه لتشكيل كلي. الهيكل واضح وبسيط ، وهو ما يفضي إلى المعالجة والتصنيع ، كما أنه مناسب جدًا لتنظيف المفاعل في مرحلة لاحقة ، وهو ما يفضي إلى الحفاظ على نظافة المفاعل. بالنسبة لتفاعلات الضغط العالي ، لا يزال المفاعل الأنبوبي مناسبًا ويتطلب شفة فولاذية ذات شقوق محددة. لتفاعلات الضغط العالي ، يمكن استخدام الشفاه الصلب العدسي. المفاعلات الأفقية مناسبة لتفاعلات الغاز إلى الغاز أو السائل إلى السائل.

2.2 مفاعلات أنبوب الوقوف
يتم أيضًا استخدام المفاعلات الرأسية بشكل أكثر شيوعًا في عمليات الإنتاج وهي متوفرة في مجموعة واسعة من الأنواع ، كما هو موضح في الشكل 2 كمفاعل واحد للوقوف المبرمج ، في الشكل 3 كمفاعل أنبوب مدرج مركزيًا وفي الشكل 4 كمفاعل مستقل مغلف [ 2].

مفاعلات أنبوب الوقوف مناسبة للتفاعلات السائلة ويمكنها أيضًا إجراء تفاعلات مثل تفاعلات الهدرجة ، وتفاعلات أكسدة الطور السائل وتفاعلات عموم الطور السائل.

صورة

2.3 مفاعلات الملف

كما يوحي الاسم ، فإن مفاعل أنبوب ملفوف هو مفاعل يتم لف الأنابيب معًا ، على غرار القرص. هذا يجعل مفاعل الأنبوب مضغوطًا ويستغرق مساحة أقل ، لكن الفجوة الصغيرة بين الأنابيب غير مريحة عند خدمة الأنابيب وتنظيفها.

كما هو مبين في الشكل 5 ، تجتمع الأنابيب شبه الدائرية في شكل حلزوني وتتصل الأنابيب ببعضها البعض عن طريق الشفاه ، تاركة فجوة في منتصف مفاعل الملف ، وتغلبت على صعوبات التثبيت والتنظيف المزعجة.


2.4 مفاعل U-أنبوب

يزيد القطر الأكبر لمفاعل u-tube من وقت الإقامة للمادة في المفاعل ، مما يسمح للمواد المتفاعلة بخلطها بشكل كامل في المفاعل وبالتالي تستخدم لبعض التفاعلات ذات معدلات التفاعل الأبطأ.

تم تجهيز مفاعل الأنبوب U مع جهاز يربك مسامي أو جهاز التحريك في الأنبوب لتفريق المواد الموجودة في القص بسرعة عالية لتحسين كفاءة نقل الكتلة.

2.5 مفاعل أنبوبي متوازي متعدد الأنبوب

تتيح المفاعلات الأنبوبية المتوازية متعددة الأنابيب إجراء تفاعلات أكثر تعقيدًا بين الغازات والمواد الصلبة ، مثل غاز كلوريد الهيدروجين وتفاعل الأسيتيلين في مفاعل متوازي متعدد الأنبوب بينما يتم وضع محفز صلب للتفاعل لإنتاج كلوريد الفينيل.

2.6 مفاعل أنبوب دوامة داخلي

مفاعلات الأنبوب الحلزوني الداخلي لها الخصائص التالية:

(1) اعتماد هيكل نقل حرارة مزدوج داخل وخارجه ، فإن هيكل اللوحة الحلزونية المجوفة يقصر ويشتت المادة أثناء مرورها ، مما يجعل مزيج المواد بشكل كامل ، ويستخدم بالاقتران مع السترة الخارجية ، مما يجعل مفاعل الأنبوب الداخلي أكثر مهمة في قدرتها على نقل الآثار الحرارية ؛

(2) بالنسبة للسوائل اللزجة مع نفس الخليط المستخدم ، خاصة بالنسبة للتفاعلات السريعة للحرارة السريعة ، الحرارة لتحسين تداول الوسط ، مثل تفاعلات النترجة ؛

(3) مناسبة لعمليات التفاعل التي يتم فيها توليد المنتجات الصلبة عن طريق التفاعل بين السوائل أو بين الغازات والسوائل.
المصدر: مستنسخ
إخلاء المسئولية: يتم استنساخ هذا المقال على الإنترنت ويتم حقوق الطبع والنشر من قبل المؤلف الأصلي. إذا كانت حقوق الطبع والنشر متورطة ، فيرجى الاتصال بنا وسنقوم بإزالة المحتوى في المرة الأولى.