44.Адиабатический, изотермический и автотермический режимы работы хим.Реактора.

• При отсутствии теплообмена с окружающей средой химический реактор является адиабатическим. В нем вся теплота, выделя­ющаяся или поглощающаяся в результате химических процессов, расходуется на «внутренний» теплообмен — на нагрев или охлажде­ние реакционной смеси.

Адиабатический режим характеризуется полным отсутст­вием теплообмена с окружающей средой. В этом случае вся теплота хим. Реакции полностью расходуется на нагрев или охлаждение реакционной смеси. Для стационарного адиабатического режима: │Qвх - Qвых│=│Qх.р.│

• Реактор называется изотермическим, если за счет тепло­обмена с окружающей средой в нем обеспечивается постоянство темпе­ратуры. В этом случае в любой точке реактора за счет теплообмена полностью компенсируется выделение или поглощение теплоты.

Изотермический режим характеризуется тем, что тем­пература реакционной смеси, входящей в реактор, равна температуре в реакторе и температуре смеси, покидающей реактор. Это возможно, если выделение или поглощение теплоты в результате химической ре­акции полностью компенсируется теплообменом с окружающей средой. Для стационарного изотермического режима при постоянстве физических свойств системы можно записать:

Qвх = Qвых , │Qх.р.│= │Qт.о.│

• Особо следует выделить автотермические реакторы, в которых поддержание необходимой температуры процесса осуществ­ляется только за счет теплоты химического процесса без использова­ния внешних источников энергии. Обычно стремятся к тому, чтобы химические реакторы, особенно применяемые в крупнотоннажных производствах, были автотермическими.

45.Периодический реактор идеального смешения (рис-п)

В реакторе периодического действия все отдельные стадии протекают последовательно, в разное время. Все реагенты вводят в аппарат до начала реакции, а смесь продуктов отводят после окончания процесса. Продолжительность реакции можно измерить непосредственно, так как время реакции и время пребывания реаген­тов в реакционном объеме одинаковы. Параметры технологического процесса в периодически действующем реакторе изменяются во вре­мени.

.Между отдельными реакционными циклами в периодическом реак­торе необходимо осуществить вспомогательные операции — загрузку реагентов и выгрузку продуктов. Поскольку во время этих вспомога­тельных операций не может быть получено дополнительное количество продукта, их наличие обусловливает снижение производительности периодического реактора.

Режим идеального смешения характеризуется следую­щими допущениями:

- мгновенное изменение и выравнивание технологических параметров по объему реактора;

- равенство значений технологических параметров на выхо­де и в объеме реактора.

Таким образом, процесс, протекающий в периодическом реакторе, является нестационарным.

В периодическом реакторе идеального смешения в соот­ветствии с допущениями идеальности значения концентра­ции реагентов, степени превращения, температуры, скоро­сти реакции и других параметров в любой момент времени будут одинаковы во всех точках реактора, однако значения тех же параметров для одной и той же точки в разные мо­менты времени будут отличаться .

Однако периодические реакторы обычно можно приспособить к ши­рокому диапазону условий реакций, что удобно при необходимости производить на одной установке различные химические продукты, на­пример, в промышленности химических реактивов.

Периодические реакторы смешения часто применяют в микробио­логической промышленности для культивирования аэробных микро­организмов.