管式反應(yīng)器一種呈管狀、長徑比很大的連續(xù)操作反應(yīng)器。反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)可以是單管,也可以是多管并聯(lián);可以是空管,如管式裂解爐,也可以是在管內(nèi)填充顆粒狀催化劑的填充管,以進行多相催化反應(yīng),如列管式固定床反應(yīng)器。通常,反應(yīng)物流處于湍流狀態(tài)時,空管的長徑比大于50;填充段長與粒徑之比大于100(氣體)或200(液體),物料的流動可近似地視為平推流.
管式反應(yīng)器有以下幾個特點。
(1)由于反應(yīng)物的分子在反應(yīng)器內(nèi)停留時間相等,所以在反應(yīng)器內(nèi)任何一點上的反應(yīng)物濃度和化學(xué)反應(yīng)速度都不隨時間而變化,只隨管長變化。
(2)管式反應(yīng)器具有容積小、比表面大、單位容積的傳熱面積大,特別適用于熱效應(yīng)較大的反應(yīng)。
(3)由于反應(yīng)物在管式反應(yīng)器中反應(yīng)速度快、流速快,所以它的生產(chǎn)能力高。
(4)管式反應(yīng)器適用于大型化和連續(xù)化的化工生產(chǎn)。
(5)和釜式反應(yīng)器相比較,其返混較小,在流速較低的情況下,其管內(nèi)流體流型接近與理想流體。
(6)管式反應(yīng)器既適用于液相反應(yīng),又適用于氣相反應(yīng)。用于加壓反應(yīng)尤為合適。
此外,管式反應(yīng)器可實現(xiàn)分段溫度控制。其主要缺點是,反應(yīng)速率很低時所需管道過長,工業(yè)上不易實現(xiàn)。
管式反應(yīng)器是應(yīng)用較多的一種連續(xù)操作反應(yīng)器,常用的管式反應(yīng)器有以下幾種類型:
(1)水平管式反應(yīng)器
(2)立管式反應(yīng)器
(3)盤管式反應(yīng)器
(4)U形管式反應(yīng)器
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