رآکتورهای شیمیایی

ضرورت ساخت راکتورها برای انجام واکنش‌های شیمیایی از اهمیت بالایی برخوردار است. راکتورها سیستم های بسته ای هستند که در آنها واکنش دهنده ها تحت شرایط خاص کنار هم قرار می گیرند و در آنها واکنش های شیمیایی کنترل می شوند. اهمیت راکتورها به دلایل زیر قابل تأکید است:

کنترل واکنش: راکتورها توانایی کنترل شرایط مختلف واکنش ها مانند دما، فشار، زمان، pH و سایر پارامترها را فراهم می کنند. این برای به دست آوردن محصولات مورد نظر بسیار مهم است.

راندمان : راکتورها به واکنش دهنده ها اجازه می دهند تا سریعتر و کارآمدتر واکنش نشان دهند که می تواند بازده محصول را افزایش داده و تشکیل محصولات جانبی ناخواسته را به حداقل برساند.

ایمنی: راکتورها اطمینان حاصل می کنند که واکنش ها به شیوه ای کنترل شده انجام شوند و به مدیریت ایمن واکنش های شیمیایی کمک می کنند. برای واکنش هایی که شامل واکنش های خطرناک یا خطر انفجار هستند، می توان اقدامات ایمنی را انجام داد.

اندازه گیری و تجزیه و تحلیل: راکتورها توانایی نظارت و تجزیه و تحلیل پیشرفت واکنش ها را ارائه می دهند. این برای تعیین زمان کامل شدن واکنش و میزان کارآمدی آن مهم است.

جزئیات راکتورها:

بسته به نوع واکنش , مقیاس و کاربرد می تواند متفاوت باشد . با این حال، اجزای اساسی یک راکتور ممکن است شامل موارد زیر باشد:

سیستم اختلاط: اختلاط همگن واکنش دهنده ها را در راکتور تضمین می کند. نوع اختلاط بسته به نوع و سرعت واکنش می تواند متفاوت باشد.

کنترل دما: راکتور مجهز به سیستم گرمایش یا سرمایش برای کنترل دما است. این می تواند به طور قابل توجهی بر سرعت واکنش و کارایی محصول تأثیر بگذارد.

کنترل فشار: برای واکنش های فاز گاز، ممکن است یک سیستم کنترل فشار لازم باشد.

درگاه های ورودی و خروجی: راکتورها دارای ورودی و خروجی برای افزودن واکنش دهنده ها و حذف محصولات هستند. سنسورها و کنترل: سنسورها و سیستم های کنترلی برای اندازه گیری پارامترهایی مانند دما , فشار , pH و موارد دیگر استفاده می شوند که امکان نظارت و کنترل واکنش را فراهم می کند.

رآکتورها می توانند در مقیاس متفاوت باشند، از مقیاس آزمایشگاهی به مقیاس صنعتی. در صنایع شیمیایی از راکتورها برای مصارف مختلفی مانند تولید دارو , پتروشیمی , فرآوری مواد غذایی و غیره استفاده می شود این نوع دستگاه ها، بر اساس نوع واکنش ها انتخاب می شوند و به دو دسته مداوم مخزنی که مجهز به همزن و لوله ای شکل است و غیر مداوم تقسیم می شوند. و براساس تقسیم بندی دیگر به دو نوع واحدی و دیفرانسیلی تقسیم می شوند.

واحدی: در این نوع راکتورها شرایط ذر تمام حجم سیستم به صورت یکنواخت باقی می ماند. اگرازهرنقطه راکتور نمونه برداریکنیم، از نظر ترکیب نسبی و دما یکسان است و هیچ تفاوتی ندارد و موازنه جرم و انرژی رادر تمام راکتور برقرار می نماییم. دیفرانسیلی: شرایط درهرنقطه از راکتور یکسان نبوده و به صورت دیفرانسیلی تغییر می کند. ممکن است با زمان تغییر ننماید، ولی از هر نقطه به نقطه دیگر متفاوت است. برای برقراری موازنه جرم و انرزی باید یک جزء دیفرانسیلی در نظر گرفت.

بنابراین، طراحی و استفاده از راکتورها را می توان با نیازهای خاص واکنش های خاص تطبیق داد. با توجه به دخیل بودن عواملی مانند غلظت، فشار و دما و اختلاط و غیره در سرعت و انجام یک واکنش، سبب می شود که در طراحی راکتور شیمیایی از اصول مکانیک سیالات، انتقال جرم، انتقال حرارت، ترمودینامیک و سینتیک واکنش های شیمیایی استفاده کرد.

برای اطلاعات بیشتر درباره ساختار رآکتورها اینجا کلیک کنید  .