reaktory pro kapalnou a plynnou fázi
DESCRIPTION
Reaktory pro kapalnou a plynnou fázi. Střední odborná škola Otrokovice. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Emil Vašíček - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Reaktory pro kapalnou a plynnou fázi
Střední odborná škola Otrokovice
www.zlinskedumy.cz
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Emil VašíčekDostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR.
Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.
Charakteristika DUM
Název školy a adresa Střední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, 76502 Otrokovice
Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0445 /2
Autor Ing. Emil Vašíček
Označení DUM VY_32_INOVACE_SOSOTR-Gu-CHTe/1-PV-3/20
Název DUM Reaktory pro kapalnou a plynnou fázi
Stupeň a typ vzdělávání Středoškolské vzdělávání
Kód oboru RVP 28-52-H/01
Obor vzdělávání Gumař-plastikář
Vyučovací předmět Chemická technika
Druh učebního materiálu Výukový materiál
Cílová skupina Žák, 15 – 16 let
Anotace Výukový materiál je určený k frontální výuce s doplňujícím výkladem vyučujícího; náplň: Reaktory pro kapalnou fázi, promíchávané, průtočné, věžové, s katalyzátorem, reaktory pro plynnou fázi, trubkový, se sypanou vrstvou, etážový, fluidní
Vybavení, pomůcky Dataprojektor
Klíčová slova Reaktor promíchávaný, průtočný, věžový, s katalyzátorem, trubkový, se sypanou vrstvou, etážový, fluidní
Datum 12. 2. 2013
Reaktory pro kapalnou a plynnou fázi
Náplň výuky (obsah hodiny)
Reaktory pro kapalnou fázipromíchávanéprůtočnévěžovés katalyzátorem
Reaktory pro plynnou fázitrubkovýse sypanou vrstvouetážovýfluidní
Chemický reaktor[1]
Chemický reaktor je zařízení v němž probíhají řízené chemické reakce. Po reaktorech pro pevnou fázi (probráno v předchozí prezentaci)
zbývají ještě dva typy:Reaktory pro kapalnou fáziReaktory pro plynnou fázi
Obr. 1: reaktor dávkový
Obr. 2: reaktor s turbulentním tokem
Obr. :3 reaktor s laminárním tokem
Z hlediska toku surovinyBR (Batch Reactor) – dávkový
CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor) – kontinuální míchaný kotlový
PFR (Plug Flow Reactor) – kontinuální trubkový
Reaktory pro kapalnou fázi [2]
Reaktory určené pro kapalnou fázi lze dělit na:
Promíchávané kotlové reaktory – společným znakem je přítomnost míchadla.
Jednoduché průtočné reaktory – mají tvar průtočných trubek.
Obr. 5: věžový reaktorObr. 4: míchaný duplikátor
Věžové reaktory – vysoké válce bez míchadel.
Reaktory s katalyzátorem – různý tvar, ale obsahují katalyzátory.
Promíchávané reaktory
Pracují nespojitě
Obr. 8: reaktor s vnějším výměníkem
Obr. 6: duplikátorový reaktor
Obr. 7: reaktor s topným hadem
čerpadlo
pohon míchadla
Promíchávané reaktory
Pracují spojitě – kaskáda (sada za sebou napojených) temperovaných reaktorů s míchadly.
Obr. 9: kaskáda průtočných reaktorů
Průtočné trubkové reaktory
Jednoduché trubkové reaktory – reakce probíhá v trubce (svazku trubek) obtékané temperačním médiem (např. chladicí voda).Kapalina v trubce vykazuje tzv. pístový tok (dochází k laminárnímu proudění).
Obr. 10: jednotrubkový reaktor
Obr. 11: reaktor se svazkem trubek
Věžové reaktory
Používají se při reakci kapaliny s plynem, plynná látka probublává a tím zároveň plní funkci míchadla.Vstup kapaliny
spodem – souproudévrchem – protiproudé
Obr. 13: reaktor souproudý
Věžové reaktory (např. pro absorpci)
bez náplněpatrovénáplňové
Obr. 12: reaktor protiproudý
Obr. 14: reaktor patrový
Obr. 15: reaktor náplňový
Reaktory s katalyzátorem
Reaktory pro kapalné směsi s katalyzátorem se liší od předchozích typů pouze tím, že obsahují katalyzátor.
Příklad možností:Trubkový reaktor – na vnitřní straně trubek je pevně uchycen katalyzátor.
Obr. 16: trubkový reaktor s katalyzátorem
Obr. 17: kotlový reaktor s katalyzátorem
Kotlový reaktor – katalyzátor je suspendován v kapalině, po ukončení reakce se odstraní.
Reaktory pro plynnou fázi
Tyto reaktory pracují za vyšších teplot a s katalyzátorem.
Příkladem zařízení pro plynnou fázi jsou reaktory:trubkovýse sypanou vrstvouetážovýfluidní
Obr. 18: mřížka s katalyzátorem
Trubkové reaktory
Jak pro jednotrubkové, tak pro vícetrubkové, je na vnitřní straně trubek (kudy prochází plyn) uchycen katalyzátor, trubky jsou zvenčí chlazeny (nejčastěji vodou).
Obr. 19: jednotrubkový reaktor
Obr. 20: reaktor se svazkem trubek
Reaktory se sypanou vrstvou
Reaktor je uvnitř zaplněn vrstvou katalyzátoru, přes kterou prochází plyn.
Tento reaktor je adiabatický – nedochází k výměně tepla s okolím.
Obr. 21: reaktorse sypanou vrstvou
Etážový reaktor
Katalyzátor je uvnitř reaktoru uložen na perforovaných patrech, přes které prochází plyn.
Obr. 22: etážový reaktor
s katalyzátorem na patrech
Fluidní reaktor
Proud plynu udržuje uvnitř reaktoru katalyzátor ve vznosu – vzniká tzv. fluidní vrstva, v níž probíhá reakce. Odvod plynu je přes cyklón (či jiný odlučovač), který zabrání úletu katalyzátoru.
Reakční teplo odvádí vnitřní trubky (reaktor funguje jako parní kotel – ohřívá kapalinu v trubkách).
Obr. 23: fluidní reaktor
Kontrolní otázky:
1. Jakým reaktorům se říká průtočné?
2. Co je to duplikátor?
3. Jaké reaktory se používají pro reakci kapaliny s plynem?
Seznam obrázků:
Obr. 1: Snipre. ReactorBatch. In: Wikipedia: otevřená encyklopedie [online]. 2005 [cit. 10. 2. 2013]. Dostupné z: http://it.wikipedia.org/wiki/File:ReactorBatch.PNG
Obr. 2: Snipre. ReactorCSTR. In: Wikipedia: otevřená encyklopedie [online]. 2006 [cit. 10. 2. 2013]. Dostupné z: http://it.wikipedia.org/wiki/File:ReactorCSTR.PNG
Obr. 3: Snipre. ReactorPlugFlow. In: Wikipedia: otevřená encyklopedie [online]. 2006 [cit. 10. 2. 2013]. Dostupné z: http://it.wikipedia.org/wiki/File:ReactorPlugFlow.PNG
Obr. 4: Robert Ashe. ReactorBatch2. In: Wikipedia: otevřená encyklopedie [online]. 2007 [cit. 10. 2. 2013]. Dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Batch_reactor.2.jpg
Obr. 5: Luigi Chiesa. In: Wikipedia: otevřená encyklopedie [online]. 2005 [cit. 9. 2. 2013]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Colonne_distillazione.jpg
Obr. 6: vlastní
Obr. 7: vlastní
Obr. 8: vlastní
Obr. 9: vlastní
Seznam obrázků:
Obr. 10: vlastní
Obr. 11: vlastní
Obr. 12: vlastní
Obr. 13: vlastní
Obr. 14: vlastní
Obr. 15: vlastní
Obr. 16: vlastní
Obr. 17: vlastní
Obr. 18: Thomas Ihle. Heterogeneous_cat. In: Wikipedia: otevřená encyklopedie [online]. 2004 [vid. 9. 2. 2013]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Heterogeneous_cat.JPG
Obr. 19: vlastní
Obr. 20: vlastní
Obr. 21: vlastní
Obr. 22: vlastní
Obr. 23: vlastní
Seznam použité literatury:
[1] Wikipedie: otevřená encyklopedie. WIKIMEDIA FOUNDATION. Krystalizace [online]. 2013 [cit. 9. 2. 2013]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Krystalizace
[2] HRANOŠ PŘEMYSL. Stroje a zařízení v chemickém průmyslu: studijní text pro SPŠCH. Ostrava: nakladatelství Pavel Klouda, 2001. ISBN 80-902155-7-2.
Děkuji za pozornost