دما در راکتور

دما در راکتورها شامل دو بخش سرمایش‌وگرمایش و عایق‌کاری آن می‌شود. برای انجام واکنش به صورت دلخواه باید دما در راکتور به خوبی کنترل گردد.

سرمایش و گرمایش

محصولات درون راکتورهای دسته‌ای(بچ) معمولاً در طول فرآیند گرما را آزاد یا جذب می کنند. حتی عمل هم‌زدن مایعات ذخیره‌شده باعث تولید گرما می‌شود. حتی عمل هم زدن مایعات ذخیره شده باعث تولید گرما می شود. برای کنترل دما در راکتور، گرما باید توسط یک ژاکت خنک‌کننده یا لوله خنک‌کننده اضافه یا حذف شود. کویل‌های گرمایش/خنک‌کننده یا ژاکت‌های خارجی برای گرمایش و سرمایش راکتورهای دسته‌ای(بچ) استفاده می‌شود. مایع انتقال حرارت برای افزودن یا حذف گرما از ژاکت یا کویل‌ها عبور می‌کند. البته در بعضی از موارد از المنت حرارتی سرامیکی به صورت کمربندی(شکل1) نیز برای گرمایش استفاده ‌می‌شود.

شکل1: المنت حرارتی به صورت کمربندی/ دما در راکتور
شکل1: المنت حرارتی به صورت کمربندی

در صنایع شیمیایی و دارویی، ژاکت های خنک کننده خارجی معمولاً ترجیح داده می شوند زیرا تمیز کردن ظرف را آسان تر می کنند. عملکرد این ژاکت‌ها را می‌توان با 3 پارامتر تعریف کرد:

  • زمان پاسخ برای تغییر دمای ژاکت
  • یکنواختی دمای ژاکت
  • ثبات دمای ژاکت

پاسخ سریع کنترل دما و گرمایش و سرمایش یکنواخت ژاکت مخصوصاً برای فرآیندهای کریستالیزاسیون یا عملیاتی که در آن محصول یا فرآیند بسیار حساس به دما است مهم است. پس دما در راکتور باید به خوبی کنترل شود. روش‌های مرسوم کنترل دما در راکتور شامل ژاکت خارجی یک تکه، کویل داخلی، ژاکت نیم کویل، ژاکت خنک‌کننده با شار ثابت و المنت حرارتی سرامیکی به صورت کمربندی می‌شوند.

ژاکت خارجی یک تکه

طرح ژاکت خارجی یک تکه(شکل2) شامل یک ژاکت بیرونی است که ظرف را احاطه کرده است. سیال انتقال حرارت در اطراف ژاکت جریان دارد و با سرعت بالایی از طریق نازل‌ها تزریق می‌شود. دمای ژاکت برای کنترل گرمایش یا سرمایش تنظیم می‌شود.

شکل2: طرح ژاکت خارجی یک تکه
شکل2: طرح ژاکت خارجی یک تکه

کویل داخلی

کویل داخلی(شکل3) یک مدار گرمایش یا سرمایش است که در داخل راکتور صنعتی قرار دارد. بنابراین، تبادل حرارت با محصول را تضمین می‌کند. برای فشار سیال انتقال حرارت حتی تا 50 بار و با جنس استنلس استیل ساخته می‌شود.

شکل3: طرح کویل داخلی

ژاکت نیم کویل

ژاکت نیم کویل(شکل4) با جوشکاری نیم لوله در اطراف بیرون راکتور برای ایجاد یک کانال جریان نیمه دایره‌ای ساخته می شود. سیال انتقال حرارت از کانال به صورت جریان پلاگین عبور می‌کند. یک راکتور بزرگ ممکن است از چندین نیم کویل برای انتقال سیال انتقال حرارت استفاده کند. مانند ژاکت سرتاسری، درجه حرارت در ژاکت برای کنترل گرمایش یا سرمایش تنظیم می‌شود.

شکل4: ژاکت نیم کویل

ژاکت خنک‌کننده با شار ثابت

ژاکت خنک کننده با شار ثابت(شکل5) یک روش جدید است. این یک ژاکت نیست بلکه دارای مجموعه ای از 20 یا بیشتر عناصر کوچک ژاکت است. شیر کنترل دما با باز و بسته کردن این کانال‌ها در صورت نیاز عمل می‌کند. با تغییر ناحیه انتقال حرارت به این روش، دمای فرآیند را می توان بدون تغییر دمای ژاکت تنظیم کرد.

شکل5: ژاکت خنک‌کننده با شار ثابت
شکل5: ژاکت خنک‌کننده با شار ثابت

المنت حرارتی به صورت کمربندی

المنت حرارتی سرامیکی به صورت کمربندی(شکل1) نیز برای گرمایش استفاده ‌می‌شود. هیچ محدودیتی در قطری که بخاری های باند سرامیکی می توانند به دست آورند وجود ندارد. با این حال، از آنجا که این بخاری‌ها از کاشی‌های سرامیکی استفاده می‌کنند که فقط در طول‌های خاص موجود هستند، عرض این بخاری‌ها در محدوده افزایشی مشخصی از اندازه‌ها قرار می‌گیرد.

عایق‌کاری

معمولا برای عایق‌کاری حرارتی از پشم سنگ، پشم سرامیک و یا پشم شیشه استفاده می‌شود.

پشم سنگ

پشم سنگ هر ماده الیافی است که از ریسندگی یا کشیدن مواد معدنی یا سنگ مذاب مانند سرباره و سرامیک تشکیل می شود. کاربردهای پشم سنگ شامل عایق حرارتی، فیلتراسیون، عایق صدا و محیط رشد هیدروپونیک است.

پشم سرامیک

پشم یا الیاف سرامیکی به عنوان “عایق حرارتی” شناخته می‌شود، ماده خاصی که دارای خاصیت مقاوم در برابر حرارت است. این در درجه اول از سیلیکات آلومینیوم تشکیل شده است که شامل الیاف ساخته شده از الیاف پلی کریستالی مختلف و شیشه مذاب است. به عنوان یک ماده عالی برای عایق، الیاف سرامیکی انواع مختلفی دارد و می‌تواند برای کاربردهای متعددی استفاده شود.

پشم شیشه

پشم شیشه یک ماده عایق ساخته شده از الیاف شیشه‌ای است که با استفاده از چسب به بافتی شبیه به پشم چیده شده‌اند. این فرآیند تعداد زیادی حباب هوای کوچک را بین شیشه به دام می‌اندازد و این حباب‌های کوچک هوا باعث خواص عایق حرارتی بالایی می‌شوند.

*برای مشاوره و درخواست خرید محصول لطفا به صفحه تماس با ما مراجعه کنید.

منابع

1) https://www.pro-sonix.com/improving-jacketed-reactor-heating-with-hot-water/

2) Batch reactor

3) https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fgrabcad.com%2Flibrary%2Fcooling-coil&psig=AOvVaw2Fx4wjVicCmaErikF7uXoj&ust=1635688306486000&source=images&cd=vfe&ved=0CAkQjhxqFwoTCIiDu4Ck8vMCFQAAAAAdAAAAABAJ

4) Internal coil of reactor Labbe Process Equipment

5) https://en.wikipedia.org/wiki/Glass_wool

6) https://www.fibrecast.com/the-many-types-and-uses-of-ceramic-wool-or-fiber-products/blog.html

7) https://en.wikipedia.org/wiki/Mineral_wool

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

به بالای صفحه بردن