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反應器在水處理中的應用：反應器的類型

發布時間：2023-10-12 11:15:08 人氣：0

在化工生產過程中，都有一個發生化學反應的生產核心部分，發生化學反應的容器稱為反應器。

化工生產中的反應器是多種多樣的。按反應器內物料的形態可以分為均相反應器及多相反應器。均相反應器的特點是反應只在一個相內進行，通常在一種氣體或液體內進行。當反應器內必須有兩相以上才能進行反應時，則稱為多相反應器。

按反應器的操作情況可以分為間歇式反應器和連續流式反應器兩大類。間歇反應器是按反應物“一罐一罐地”進行反應的，反應完成卸料后，再進行下一批的生產，這是一種完全混合式的反應器。當進料與出料都是連續不斷地進行時，這類反應器則稱為連續反應器。連續反應器是一種穩定流的反應器。

連續反應器有兩種完全對立的理想類型，分別稱為活塞流反應器和恒流攪拌反應器。后者屬于完全混合式的反應器。

為了有利于反應，反應器還具有其他的操作類型，如流化床反應器、滴灑床反應器等。

1.間歇式反應器

間歇式反應器是在非穩態條件下操作的，所有物料一次加進去，反應結束以后物料同時放出來，所有物料反應的時間是相同的;反應物濃度隨時間而變化，因此化學反應速也隨時間而變化;但是反應器內的成分卻永遠是均勻的。

這是最早的一種反應器，和實驗室里所用的燒瓶在本質上沒有差別，對于小批量生產的單一液相反應較為適宜。

2.活塞流反應器

活塞流反應器通常用管段構成，因此也稱管式反應器，其特征是流體是以列隊形式通過反應器，液體元素在流動的方向決無混合現象(但在垂直流動的方向上可能有混合)。構成活塞流反應器的必要且充分的條件是:反應器中每一流體元素的停留時間都是相等的。由于管內水流較接近于這種理想狀態，所以常用管子構成這種反應器，反應時是管長的函數，反應物的濃度、反應速度沿管長而有變化，但是沿管長各點上反應物濃度、反應速度有一個確定不變的值，不隨時間而變化。在間歇式反應器中，最快的反應速度是操作過程中的某一個時刻;而在活塞流反應器中，最快的反應速度是在管長中的某一點。

3.恒流攪拌反應器

恒流攪反應器也稱為連續攪罐反應器，物料不斷進出，連續流動。其特點是，反應物受到了極好的攪拌，因此反應器內各點的濃度是完全均勻的，而且不隨時間而變化，因此反應速度也是確定不變的，這是該種反應器的最大優點。這種反應器必然要設置攪拌器，當反應物進入后，立即被均勻分散到整個反應器容積內，從反應器連續流出的產物流，其成分必然與反應器內的成分一樣。從理論上說，由于在某一時刻進到反應器內的反應物立即被分散到整個反應器內，其中一部分反應物應該立即流出來，這部分反應物的停留時間理論上為零。余下的部分則具有不同的停留時間，其最長的停留時間理論上可達無窮大。這樣就產生了一個突出現象:某些后來進入反應器內的成分必然要與先進入反應器內的成分混合，這就是所謂的返混作用。理想的活塞流反應器內絕對不存在返混作用，而 CSTR的特點則為具有返混作用，所以又稱為返混反應器。

4.恒流攪拌反應器串聯

將若干個恒流攪拌反應器串聯起來，或者在一個塔式或管式的反應器內分若干個級在級內是充分混合的，級間是不混合的。其優點是既可以使反應過程有一個確定不變的反應速度，又可以分段控制反應，還可以使物料在反應器內的停留時間相對地比較集中。因比這種反應器綜合了活塞流反應器和恒流攪拌反應器兩者的優點。

文章出處：http://www.a1595.cn/2023/sjhzx_10/662.shtml