En primer lugar, hay 2 categorías amplias de reactores: discontinuo y continuo. Ambos tipos se utilizan en la industria según la necesidad y la aplicación.
Primero, me gustaría contarles sobre los reactores utilizados en procesos continuos.
CSTR: reactor de tanque agitado de flujo continuo. Como otros han dicho, CSTR, sí, es el reactor más utilizado en la industria química. Para empezar, es el reactor más simple considerando su uso en proceso continuo. Flujo de entrada, flujo de ida y vuelta a un recipiente que tiene un agitador. Pero como ingeniero, obviamente sabe que las cosas son tan fáciles solo en los libros de texto para el aprendizaje. Estos CSTR están diseñados de acuerdo con la aplicación y los requisitos del proceso, por ejemplo, en la mayoría de los casos, el CSTR está cubierto con una cubierta de calentamiento / enfriamiento para controlar la temperatura, deflectores se emplean dentro del reactor para aumentar la turbulencia y mejorar la eficiencia de la mezcla.
PFR – reactor de flujo de enchufe es otro reactor utilizado en procesos continuos. Ventajas sobre CSTR? No hay mezcla posterior es la principal (idealmente). Pero debido a su diseño tubular, apenas se emplea en una industria a gran escala. El diámetro grande del tubo provocará turbulencias incluso a velocidades de flujo moderadas y eventualmente provocará una mezcla inversa. El PFR es útil para reacciones rápidas y muy rápidas en las que no necesita particularmente un tiempo de residencia prolongado. En casos especiales donde se usa para reacciones moderadas o lentas, la longitud del tubo es grande y su diseño es como una bobina. Tales PFR son muy costosos porque son difíciles de fabricar.
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PBR – Reactor de lecho empacado. ¿Cama empacada? Sip. Lecho de catalizador sólido. Todo el embalaje / cama es estacionario. Esto se usa principalmente en reacciones heterogéneas / multifase. El PBR es uno de los reactores más “complejos de diseñar”, pero se emplea en la mayoría de las industrias químicas porque se puede usar en operación continua, se pueden obtener altas tasas de conversión por unidad de masa de catalizador y el costo operativo es bajo.
FBR – Reactor de lecho fluidizado (¡El lecho fijo no fue suficiente!). El lecho de catalizador aquí no es estacionario y está “fluidizado” por el fluido que ingresa al reactor como reactivo. Uhh! ¡incluso más complicado que la cama fija! Pero, vaya y revise cualquier refinería y la industria petroquímica y encontrará uno de estos. Ventajas sobre PBR? Hay una mezcla uniforme de partículas y gradientes de temperatura uniformes en el reactor. Además, utilizando la disposición / diseño de riser + downcomer, el catalizador puede regenerarse durante el proceso en sí mismo, lo que significa que el tiempo de inactividad de este reactor es muy, muy inferior.
Ahora pasemos a la segunda categoría amplia, es decir. tipo de lote
Reactor por lotes (oh, tan obvio). Un recipiente con agitador. ¿Eso es? Idealmente si. En realidad, tiene todo tipo de problemas, como baja eficiencia de mezcla, control de temperatura difícil y mucho más dependiendo de la aplicación. Los reactores por lotes más populares son los biorreactores. Algunas veces, en algunas aplicaciones, se necesita la entrada periódica de reactivo / sustancia al reactor por lotes para controlar los parámetros necesarios. Este tipo de reactores se denominan reactores semi-discontinuos. Los biorreactores, las industrias farmacéuticas, los fabricantes de productos químicos especializados utilizan reactores por lotes. Los reactores por lotes de gran volumen solo se pueden ver cuando se usan como biorreactores. Las industrias farmacéuticas y químicas especializadas no pueden operar grandes volúmenes, es por eso que los reactores por lotes que se encuentran allí son de volúmenes moderados y pequeños que los reactores que se pueden ver en otras industrias como petroquímica, fertilizantes, industrias productoras de ácido, etc.
Eso es todo lo que sé. Espero que haya sido útil. 🙂