ТемператураТ 0 істотно впливає на результат хімічного про-процесу => при розрахунку і виборі моделей реакторів необхідно враховувати вплив теплового ефекту Qr реакції (або ентальпії # 916; Hr).
Залежно від температурного режиму виділяють 3 основних типи реакторів:
1. Адіабатичні (немає теплообміну з навколишнім середовищем) - реактори, що працюють без підведення або відведення тепла Q в навколишнє середовище через стінки реактора. Т.ч. все тепло, що виділяється або поглинається в ході реакції, акумулюється (поглинається) реакційної сумішшю.
Приклад: В основному РІВ - реактори ідеального витіснення.
реактори, в яких процес протікає при постійній температурі (T ° = const, або # 916; T ° = 0) у всьому обсязі V реактора.
Ця умова може бути достигаемости одним із таких способів:
1) інтенсивним перемішуванням реагентів (при незначному тепловому ефекті Qr);
2) завдяки підводу або відводу тепла;
3) за рахунок регулювання температури Т ° надходить реакційної суміші.
- реактори, які характеризуються частковим відведенням тепла реакції або підведенням тепла ззовні відповідно до заданої програми зміни температури T ° по висоті реактора ( "програмно-регульовані реактори").
Приклад: Реактори змішання РІС - періодичної дії.
При вивченні та кількісної оцінки процесів в реакторі для виведення розрахункових формул температурного режиму використовують теплові баланси.
Тепловий баланс заснований на законі збереження енергії:
Прихід тепла в даній виробничій реакції повинен бути рівний його витраті в тій же операції: Qпріх. = Qрасх.
Теплові баланси складають за даними матеріального балансу про-процесу і теплових ефектів хімічних реакцій, а також фізичних пре-обертань, що відбуваються в реакторі, з урахуванням підведення тепла ззовні, а також відведення тепла з продуктами реакції і через стінки реактора.
I. Адіабатичний реактор (частіше РІВ)
За ідеальної моделі в адіабатичному реакторі відсутня теплообмін з навколишнім середовищем. В реальних умовах наближення до відсутності теплообміну досягається за рахунок хорошої ізоляції стінок реактора від довкілля (подвійні стінки, ізоляційний матеріал)
Зміна температури Т 0 в адіабатичному реакторі # 916; T ° = T ° кін. - T ° поч. пропорційно
і обернено пропорційно
- середньої теплоємності реакційної суміші.
Для екзотермічної реакції # 916; Н<0 ΔT° = T°кон. - T°нач> О (знак +)
Для ендотермічної реакції # 916; Н> 0 # 916; T ° = T ° кін. - T ° поч <О (знак-)
За моделлю адіабатичного реактора РИВ розраховують контактні апарати з фільтруючим шаром каталізатора.
Ця модель може бути застосована також для розрахунку камерних реакторів для гомогенних реакцій, для прямоточних абсорбентів з ізолюючої футеровкою (облицюванням), в яких газ рухається назустріч розбризкується рідини.
Адіабатичний РІВ-Н доцільні для проведення екзотермічніреакцій. Якщо не підводити тепло із зовні, то процес йде в автотермічний режимі (за рахунок тепла самої хімічної реакції).
В адіабатичному режимі проводять і ендотермічні реакції, але в цьому випадку реакційну масу подають разом з парою.
II. ізотермічний реактор
Аналіз рівняння адіабати
показує, що до ізотермічним реакторів
можуть наближатися реактори з малими значеннями:
- qх.р. - питомої теплового ефекту (на одиницю речовини);
при великих значеннях
- - теплопровідності реакційної суміші.
Практично изотермичности реактори:
- для переробки низько концентрованих (↓ СА) газів (→ 0), і
- реактори, в яких екзо і ендо- терміческіееффекти практично
врівноважуються (qх.р → 0). Тобто ізотермічний режим спостерігається в тому випадку, коли тепловий ефект основного процесу компенсується рівним за величиною, але протилежним за знаком тепловими ефектами побічних реакцій, або фізичних процесів (випаровування, розчинення)
При моделюванні до повністю ізотермічним реакторів відно-сят рідинні реактори
- (Ж - Т) - суспензія
з механічними, пневматичними і струменево-циркуляційними перемішують-вающими пристроями.
Ізотермічний режим спостерігається на полицях пінного і барботажного апаратів не великих розмірів, в деяких контактних апаратах з нерухомим каталізатором.
Близьким до ізотермічного може бути режим адсорбційних і абсорбційна апаратів, в яких тепло, що виділяється при адсорбції або абсорбції, витрачається на випаровування води або іншого розчинника.
Ізотермічного режиму можна досягти за рахунок теплообмінних пристроїв підбиваючи або відводячи тепло з реактора. Відведення тепла для екзотермічної реакції пропорційний тому скільки повинно виділиться. Підведення для ендо- - поглинутися.