Детали выбора реактора

Реактор, как неотъемлемое ключевое оборудование в современном промышленном производстве, является основным носителем химических реакций. Благодаря точному конструктивному проектированию и настройке параметров он может удовлетворять различным технологическим требованиям, таким как перемешивание, растворение, реакция, концентрация и испарение, и широко применяется в тонкой химии, биофармацевтике, пищевой и сельскохозяйственной промышленности, новых источниках энергии и других отраслях. В предыдущей статье обсуждался первоначальный выбор материала для реакционной емкости и системы передачи тепла и т.д. После определения типа реакции и области применения необходимо провести функциональный выбор.

1. Функция перемешивания

Прежде всего, относительно функции перемешивания, различные типы лопастей соответствуют разным областям применения. Реакторы YHChem предлагают широкий выбор типов лопастей для перемешивания. Ниже перечислены некоторые распространенные типы лопастей и их применимые сценарии:

 Лопасть-перемешиватель:

У него простая конструкция и низкая скорость вращения, что делает его подходящим для равномерного перемешивания и реакций растворения водных растворов, разбавленных эмульсий и суспензий в фармацевтической и пищевой промышленности.

 Винтовой мешалка:

Лопасти имеют винтообразную форму и обеспечивают преимущественно осевое движение. Они подходят для сценариев, таких как разбавление раствора и поддержание взвешенных твердых частиц, требующих быстрого перемешивания и теплообмена, и могут обеспечивать циркуляцию с низким потреблением энергии в реакторах большого объема.

 Турбинный мешалка:

Дизайн с высокой силой среза, сочетающей радиальное и осевое потоки, подходит для ситуаций, требующих высокой дисперсии, таких как эмульгирование (в косметической промышленности) и твердо-жидкостная суспензия (в наноматериалах), а также применяется для эффективного перемешивания среды для культивирования клеток в фармацевтической промышленности.

 ИмPELLер якоря/рамы:

Лопасти находятся в тесном контакте со стенкой реактора, что исключает мертвые углы. Они подходят для высоко-viscosity материалов, таких как полимер плавления и синтез смолы, и могут предотвратить поджог пастообразных материалов на стенке реактора и осаждение суспензии.

 Помимо традиционных stirring лопастей, YHChem также предлагает эмульгаторы, ультразвуковые гомогенизаторы и другие аксессуары как дополнительные stirring устройства для удовлетворения потребностей специальных процессов.

2. Проектирование конструкции реактора

При проектировании базовой конструкции реактора сначала рассчитывается общий объем на основе количества подачи и в сочетании с коэффициентом загрузки, а затем оптимизируется соотношение диаметра к высоте в зависимости от вязкости материала.

Низкая вязкость (<500cP): соотношение диаметра к высоте 1:1.5 до 1:2 (увеличивает эффективность осевого перемешивания);

Высокая вязкость (>5000cP): соотношение диаметра к высоте 1:1 до 1:1.5 (уменьшает зоны неперемешивания).

 Во-вторых, есть расчет прочности вала и мощности:

Формула крутящего момента: T=K_T·ρ·N²·D^5, где N — частота вращения (об/с), а D — шаговый диаметр (м). Для высоковязких материалов необходимо увеличить запас мощности (коэффициент безопасности 1.5-2);

Дизайн осевого диаметра: d≥(16T/πτ)^(1/3). Значение срезающего напряжения τ должно учитывать влияние вязкости на усталостное воздействие (например, τ≤80МПа для нержавеющей стали 316L).

 Наконец, есть некоторые детальные оптимизации:

Для высоковязких материалов следует использовать сливной клапан без мертвых углов (с диаметром выхода ≥100мм) и углом наклона ≥30°, чтобы избежать остатков.

Положение термометрического чехла должно избегать зоны высокого сдвига (более чем на 0.3-D от лопасти мешалки, где D — это диаметр лопасти (мл)).

3функция контроля температуры

Выбор системы контроля температуры включает требования к скоростям нагрева и охлаждения, а также потребности в охлаждении и тепле во время реакционного процесса. Высокотемпературные продукты YHChem Standard обеспечивают контроль температуры от комнатной до максимальной температуры 300℃, с мощностью нагрева до 60 кВт. Низкотемпературные продукты могут обеспечить минимальную температуру -120℃, с мощностью охлаждения до 78 кВт и точностью контроля температуры ±0.5℃.

 Кроме того, у вас могут быть дополнительные требования, такие как очистка внутри реактора, мониторинг параметров, взрывозащита, вентиляция, хранение данных, экспорт или внешний контроль и т.д. Эти требования будут выполнены с помощью некоторых дополнительных аксессуаров. Вам нужно связаться с отделом продаж или инженерами предпродажной поддержки YHChem, которые адаптируют их под ваши конкретные потребности на основе своего богатого практического опыта.