§ 16.1. Назначение и классификация химических реакторов

Существуют понятия химического реактора, электрического, биологического и ядерного. Мы будем рассматривать только химические реакторы.

Реактор химический — аппарат для проведения химических реакций. Колонны, камеры, автоклавы — это все химические реакторы.

В реакторах помимо химических идут и физические процессы, с помощью которых создаются оптимальные условия для осуществления химических реакций (поддерживаются определенная температура, давление, скорость перемешавания и др.). Поэтому химические реакторы часто имеют специальные устройства (мешалки, подогреватели, холодильники и др.) и соединяются с другими технологическими аппаратами: компрессорами, насосами, теплообменниками, сепараторами и т. п. Машины и аппараты, соединенные между собой в определенной последовательности, образуют технологическую схему. При этом аппараты, расположенные до реактора, предназначены для подготовки и подачи исходных реагентов в реактор; аппараты, расположенные после реактора, предназначены для выделения целевого продукта (или продуктов), получаемого в результате химических превращений, а также для достижения заданного качества этого продукта (степень чистоты, дисперсность и т. д.). Следовательно, в любой технологической схеме производства можно выделить три стадии: 1) стадию подготовки сырья, 2) стадию проведения химического процесса в самом реакторе, 3) стадию выделения и кондиционирования конечного продукта. Основной из этих стадий является вторая, поэтому реакторы имеют такое большое значение в технологических процессах производств.

В промышленности используются самые разные реакторы, отличающиеся по тепловому режиму, конструктивному устройству, фазовому состоянию реагентов и др. Поэтому существует классификация химических реакторов, которая может быть представлена в следующем виде.

1. По способу организации процесса различают реакторы периодического действия и реакторы непрерывного действия.

2. По тепловому режиму различают реакторы изотермические, адиабатические, реакторы с программированным тепловым режимом.

3. По режиму движения реакционной среды бывают реакторы вытеснения и реакторы с перемешиванием (при непрерывном, действии реактора).

4. По фазовому состоянию исходных реагентов различают реакторы гомогенные и реакторы гетерогенные.