Vloeibedreaktorontwerp: diagram, parameters, toepassings, voordele en nadele


In hierdie artikel sal die onderwerp genaamd "Vloeibedreaktorontwerp" en vloeibedreaktorontwerpverwante feite soos Ontwerp, Diagram, Parameters en Toepassings opgesom word.

Die wervelbedreaktor is 'n klassifikasie van reaktortoestelle wat hoofsaaklik 'n wye reeks multifase chemiese reaksies uitvoer. In die wervelbedreaktor word 'n vloeibare stof wat in vloeibare of gasvormige toestand kan bly teen 'n hoë spoed deur 'n soliede korrelmateriaal gegaan. Die prosedure terme as fluïdisering.

In verskeie toepassings van industriële velde word vloeibedreaktor gebruik.

Vloeibedreaktordiagram:

Vloeibedreaktors is die gewildste reaktorkonfigurasies wat gebruik word vir reaksies wat vaste reaktante insluit. In die FBR word 'n fluïdiseringsmedium (gas of vloeistof) teen hoë genoeg snelhede deur die bed van vaste reaktante gevoer om die vaste stof te suspendeer en dit soos 'n vloeistof te laat optree.

Die diagram van die gefluidiseerde bedreaktor word hieronder gegee,

  • Die vloeibedreaktor is 'n klassifikasie van reaktortoestelle wat hoofsaaklik 'n wye reeks multifase chemiese reaksies uitvoer.
  • In die wervelbedreaktor word 'n vloeibare stof wat in vloeibare of gasvormige toestand kan bly teen 'n hoë spoed deur 'n soliede korrelmateriaal gegaan.
  • Die prosedure terme as fluïdisering, gee hoofsaaklik belangrike guns aan die vloeibedreaktor in kennis.
  •  In verskeie toepassings van industriële velde word gefluidiseerde bedreaktor gebruik.
  • Gefluidiseerde bedreaktor word wyd gebruik in die kommersiële skaal tot laboratorium.
  • Binne die wervelbedreaktor wanneer die snelheid van die vloeistof op die stof van die vaste stof toeneem, gaan die bedreaktor op na 'n tydperk waar die vloeistofkrag geskik is om die gewig van die vaste stof te balanseer. Die tydperk van die proses word geïdentifiseer as begin fluïdisering en het plaasgevind teen die laagste snelheid van die fluïdisering.
  • In die steenkoolvergassing word die wervelbedreaktor eerste gebruik.
vloeibedreaktorontwerp
Beeld – Basiese diagram van 'n vloeibedreaktor;
Beeldkrediet – Wikipedia

Vloeibedreaktorontwerpparameters:

Die parameters wat afhang van die gefluidiseerde bedreaktor word hieronder gelys,

Meganiese ontwerp van wervelbedreaktor:

Met die hulp van Navier – Beroerte-vergelyking kan die gedrag van die fluïdisering van 'n vaste deeltjie afgelei word. Fluidisering kom voor in die geval van die vloeistof wat in opwaartse rigting vloei en gebruik word om vaste deeltjies te mobiliseer en uit te skakel.

Drie sleutelvergelykings wat gebruik word in fluïdisering voor die bou en ontwerp van die projek wat ingesluit is by die terminale snelheid van sferiese partikel sowel as fluïdiseringsnelheid gebaseer op die partikel se Reynolds-getal.

Die terminale snelheid van 'n sferiese deeltjie kan deur hierdie vergelyking uitgedruk word,

vMax = (πr2)* d2 x (ρsoliede – ρvloeistof) *g / 18*μvloeistof

Die fluïdiseringsnelheid van 'n deeltjie met 'n Reynoldsgetal minder as 20 kan deur hierdie vergelyking uitgedruk word,

Vminute = (πr2)* d2 x (ρsoliede – ρvloeistof) *g*∈3*φ/150*μvloeistof*(1-∈)

Die fluïdiseringsnelheid van 'n deeltjie met 'n Reynolds-getal van meer as 1000 kan deur hierdie vergelyking uitgedruk word,

waar,

word die vloeitempo van die vloeistof aangedui

r = word aangedui die radius van die deeltjie wat in die vloeistof vloei en waarde is 10 millimeter

d = word aangedui die deursnee van die deeltjie wat in die vloeistof vloei en waarde is 0.15 millimeter

ρsoliede = word aangedui die digtheid van die deeltjie wat in die vloeistof vloei en waarde is 1.5 kilogram per kubieke meter

ρvloeistof word die digtheid van die vloeiende vloeistof aangedui en waarde is 1.2 kilogram per kubieke meter

g word die Swaartekrag aangedui en waarde is 9.81 meter per vierkante sekonde.

μ word die viskositeit van die vloeiende vloeistof aangedui en waarde is 1.8 Pascal sekonde.

φ word die sferisiteit aangedui wat in die vloeistof van die deeltjie vloei en waarde is 1.0.

Vloeibedreaktortoepassings:

In die voorbereiding van afvalwater Vloeibedreaktor wyd gebruik.

Afvalwater voorbereiding:-

  • In die voorbereiding van afvalwater word die wervelbedreaktor gebruik om hierdie rede, die koste kan geminimaliseer word en verteenwoordig word as koste-effektiewe voorbereiding vir die afvalwater wat weerbarstige besoedeling bevat (Die mengsel wat biogradeerbaar of nie bioafbreekbaar is in 'n stadige proses wat geïdentifiseer word as , weerbarstige mengsel en groep van maklike gehalogeneerde koolwaterstowwe tot ingewikkelde polimere.)
  • Die vloeibedreaktor word wyd gebruik in die voorbereiding van afvalwater alhoewel in die grootskaalse industriële veld die vloeibedreaktor vir die gevorderde oksidasiemetode en ook in die laboratorium gebruik word.
  • In die gefluïdiseerde katalitiese kraking word vloeibedreaktor gebruik wat in die 1940's bekendgestel is.
  • Anaërobiese wervelbedreaktor in moderne generasie wat gebruik word as anaërobiese platform om hoë sterkte te bereik en ook vir die hoë vaste afvalstrome soos mielie-etanol dun stillage en slyk van die munisipaliteite.
Beeld – 'n Geen vloeistofafskeiding prosesdiagram wat beklemtoon hoe afvalwater van 'n industriële proses via 'n ZLD-aanleg na vaste stowwe omgeskakel word en water gedra vir hergebruik;
Beeldkrediet – Wikipedia

Vloeibedreaktor voordele:

Die voordele van die wervelbedreaktor word hieronder gelys,

  • Vermenging van die deeltjies is eenvormig
  • Eenvormige temperatuurgradiënt
  • Vermoë om die reaktor selfs in die aaneenlopende toestand uit te voer

Vermenging van die deeltjies is eenvormig:-

Want gedra soos intrinsieke vloeistof in die vaste materiaal, kon die vloeibed nie slegte ervaring kry vir die vermenging in die gepakte beddens nie. Die volledige en fyn vermenging in die gefluïdiseerde bed word toegelaat om 'n eenvormige produk te maak wat nie so maklik in die ander ontwerpe van die reaktor bereik kan word nie. Die aftrekking van die aksiale en radiale konsentrasiegradiënte akkommodeer selfs vir beter vloeistof vastestofkontak, wat nodig is vir die kwaliteit en reaksiedoeltreffendheid.

Eenvormige temperatuurgradiënt: -

Baie chemiese reaksies benodig byvoeging van hitte of verwydering van hitte. Plaaslike warm kol of koue kol onder die reaksie bed, by elke draai 'n moeilikheid is gepakte beddens, word vermy in 'n vloeibed soos 'n vloeibed reaktor.

In 'n ander klassifikasie van reaktor, kan die verskil van die plaaslike temperatuur hoofsaaklik in die brandpunt maak as gevolg van produk degradasie.

Om hierdie spesifieke rede is die vloeibedreaktor geskik vir eksotermiese reaksie. Waarnemers word ook waargeneem dat die bed tot oppervlak hitte-oordrag koëffisiënt vir die wervelbedreaktor is hoër.

Vermoë om die reaktor selfs in die aaneenlopende toestand uit te voer:-

Die vloeibedkarakter van hierdie reaktore is om die doeltreffendheid te akkommodeer om voortdurend produk af te haal en nuwe reaktante in die reaksiehouer te vestig.

Aksies van 'n deurlopende metode situasie gee vervaardigers weg om verskeie produkte meer doeltreffend te vervaardig as gevolg van die uitskakeling van aanvangsituasies in bondelmetodes.

Nadele van gefluïdiseerde bedreaktor:

Die nadele van die wervelbedreaktor word hieronder gelys,

  • Die grootte van die reaktorvat neem toe
  • Drukval en pomp is nodig
  • Deeltjies meevoer
  • Drukverlies scenario's

Die grootte van die reaktorvat neem toe:-

In die wervelbedreaktor word die materiaal in die reaktor uitgebrei om hierdie rede is 'n groot grootte reaktorhouer nodig as vir 'n gepakte bedreaktor. Die grootte van die reaktor vaartuig groot beteken moet meer aanvanklike koste spandeer. Die vloeibedreaktor het baie duur geword.

Drukval en pomp is nodig:-

Die noodsaaklikheid vir die vloeistof om die materiaal wat in vaste toestand bly, te breek, vereis dat 'n hoër vloeistofsnelheid in die reaktor van die vloeibedreaktor teenwoordig is.

Om hierdie spesifieke rede word meer pompkrag benodig en ook hoër energiekoste nodig. Daarbenewens het die drukval is geheg met die diep beddens vereis dus ook bykomende krag van die pomp.

Deeltjies meevoer:-

Die hoë gassnelhede teenwoordig in hierdie styl van reaktor lei dikwels daartoe dat fyn deeltjies word meegesleur in die vloeistof. Hierdie gevange deeltjies word dan saam met die vloeistof uit die reaktor gevoer, waar hulle geskei moet word.

Dit kan 'n baie moeilike en duur probleem wees om aan te spreek, afhangende van die ontwerp en funksie van die reaktor. Dit kan dikwels steeds 'n probleem wees, selfs met ander meevoerverminderende tegnologieë.

Drukverlies scenario's:-

As fluïdisering druk skielik verloor, omdat die area van die bed oppervlak kan skielik begin verminder word. Dit kan óf 'n ongerief wees soos om bed weer te begin moeilik maak, óf kan meer ernstige implikasies hê, soos wegholreaksies.

Die ander nadele van die wervelbedreaktor is,

  • Gebrek aan huidige begrip
  • Erosie van interne komponente

Werksbeginsel van gefluïdiseerde bedreaktor:

Die doel van die fluïdisering is om die vaste deeltjies in 'n rigting van opwaarts te laat dryf in 'n vloei van vloeistof of gas. In bevriesing vind die proses van fluïdisering plaas wanneer dieselfde grootte en vorm van deeltjies aan 'n opwaartse stroom lae temperatuur lug onderwerp word.

Die werkbeginsel van wervelbedreaktor word hieronder beskryf,

  • Die wervelbedreaktor werk hoofsaaklik in die vloei van medestroom.
  • Oor die algemeen word die gefluidiseerde bedreaktor drie verskillende tipes deeltjies gebruik,
  • a. Inerte kern waarin die biomassa geskep word deur die hulp van die selaanhegting.
  • b. Sel aggregate.
  • c. Poreuse deeltjies, waarin gewoonlik die bio-katalisator geweek word.
  • Die soliede lae verwys na die katalitiese materiaal waarin die chemiese reaktors gereageer word in die gefluïdiseerde bedreaktor wat deur die poreuse plaat aangeneem is, wat die term as verspreider geïdentifiseer het.
  • In die volgende stap word die vloeistof deur die verspreider gedwing, dus kan die soliede katalitiese materiaal opgaan.
  • Binne die wervelbedreaktor wanneer die snelheid van die vloeistof op die stof van die vaste stof toeneem, gaan die bedreaktor op na 'n tydperk waar die vloeistofkrag geskik is om die gewig van die vaste stof te balanseer. Die tydperk van die proses word geïdentifiseer as begin fluïdisering en het plaasgevind teen die laagste snelheid van die fluïdisering.
  • Wanneer die laagste snelheid verby is, word die volume van die reaktorbed versprei en meer gedraai as soos 'n kokende bak water of 'n geroerde tenk. Die reaktor word nou in die gefluïdiseerde bed geplaas.
  • 'n Bed wat gevul is met die geïmmobiliseerde ensieme word gefluidiseer met die vinnige vloei van die sekondêre vloeistofstoom of opwaartse rigting vloei van laag of vermenging met 'n vloeistof.
  • Afhangende van die toestand van die operasie en die kenmerke van die vaste fase kan 'n wye reeks vloeiregimes in die wervelbedreaktor opgemerk word.

Gevolgtrekking:

Die wervelbedreaktor word gebruik in 'n wye reeks van die materiaalverwerking industriële velde waar 'n goeie hoeveelheid hitte en massa-oordrag tussen die deeltjies en massa benodig word. Die energie word in die vloeibedreaktor verskaf vanaf die warm gas wat 'n mens ook die bed vloei.

Indrani Banerjee

Hi..Ek is Indrani Banerjee. Ek het my baccalaureusgraad in meganiese ingenieurswese voltooi. Ek is 'n entoesiastiese mens en ek is 'n persoon wat positief is oor elke aspek van die lewe. Ek lees graag Boeke en luister na musiek. Kom ons koppel deur LinkedIn-https://www.linkedin.com/in/indrani-banerjee-2487b4214

Onlangse plasings