反应器设计方法(反应器的操作方式)
1.反应器的操作方式有哪些
①间歇釜式反应器，或称间歇釜。
操作灵活，易于适应不同操作条件和产品品种，适用于小批量、多品种、反应时间较长的产品生产。间歇釜的缺点是：需有装料和卸料等辅助操作，产品质量也不易稳定。但有些反应过程，如一些发酵反应和聚合反应，实现连续生产尚有困难，至今还采用间歇釜。
间歇操作反应器系将原料按一定配比一次加入反应器，待反应达到一定要求后，一次卸出物料。连续操作反应器系连续加入原料，连续排出反应产物。当操作达到定态时，反应器内任何位置上物料的组成、温度等状态参数不随时间而变化。半连续操作反应器也称为半间歇操作反应器，介于上述两者之间，通常是将一种反应物一次加入，然后连续加入另一种反应物。反应达到一定要求后，停止操作并卸出物料。
间歇反应器的优点是设备简单，同一设备可用于生产多种产品，尤其适合于医药、染料等工业部门小批量、多品种的生产。另外，间歇反应器中不存在物料的返混，对大多数反应有利。缺点是需要装卸料、清洗等辅助工序，产品质量不易稳定。
②连续釜式反应器，或称连续釜。
可避免间歇釜的缺点，但搅拌作用会造成釜内流体的返混。在搅拌剧烈、液体粘度较低或平均停留时间较长的场合，釜内物料流型可视作全混流，反应釜相应地称作全混釜。在要求转化率高或有串联副反应的场合，釜式反应器中的返混现象是不利因素。此时可采用多釜串联反应器，以减小返混的不利影响，并可分釜控制反应条件。
大规模生产应尽可能采用连续反应器。连续反应器的优点是产品质量稳定，易于操作控制。其缺点是连续反应器中都存在程度不同的返混，这对大多数反应皆为不利因素，应通过反应器合理选型和结构设计加以抑制。
③半连续釜式反应器。
指一种原料一次加入，另一种原料连续加入的反应器，其特性介于间歇釜和连续釜之间。
2.反应器的开发和设计内容有哪些
(1) 反应器的选型设计：根据反应过程的化学基础和生产工艺的基本要求，进行的选型设计。
（2） 反应器的结构设计：根据化学反应与有关流体力学、热量、质量传递过程综合的宏观反应动力学，计算的结构尺寸，主要是影响催化床内温度分布和流体流动状态的结构尺寸。 （3） 反应器的机械设计：充分考虑机械设计、设备制造及运输、安装方面的要求和相关制约因素。
（4） 在机械设计可行的前提下，进行改变尺寸和操作温度、流体流动条件对反应器的稳定操作和适应一定幅度的催化剂失活和产量、产品质量和选择率、收率等方面的工艺要求的工程分析，然后确定反应器的设计。 （5） 反应器投产后，综合生产实践反馈来的效果，改进今后同一类型化学反应器的设计。
（6） 开发新型反应器，如由固定床改为三相悬浮床，往往会提高反应效率，但在液相载体选择、结构尺寸设计等方面，需要经过一定规模的工业试验，才能投入大规模生产。
3.反应器的分类方法有哪几种
①、按信息的形式和处理方式可分类：1、电子数字计算机：所有信息以二进制数表示。
2、电子模拟计算机：内部形式为连续变化的模拟电压，基本运算部件为运算放大器。3、混合式电子计算机：既有数字量又能表示模拟量，设计比较困难。
②、按用途可分类为：1、通用机：适用于各种应用场合，功能齐全、通用性好的计算机。2、专用机：为解决某种特定问题专门设计的计算机，如工业控制机、银行专用机、超级市场收银机（POS）等。
③、按计算机系统的规模分类为：所谓计算机系统规模主要指计算机的速度、容量和功能。一般可分巨型机、大型机、中小型机，微型机和工作站等。
4.反应器的结构设计应满足哪几个条件
反应器的结构设计应满足下面几个条件：
(1)由于反应器放出或吸收热量，因此要求反应器能及时的提供或导出反应器，尽可能使反应在一定的恒温条件下进行。
(2)由于反应一般是在催化剂的作用下完成的。为了能使两种介质均匀混合，并且在催化剂床层上均匀分布，保证介质与催化剂良好接触，更好发挥催化剂作用，要求设计结构合理，分配均匀的分配盘、扩散器等。
(3)在反应均匀分布的情况下，必须考虑反应器有合理的压力降，为此除了正确解决反 121 应器的长径比以外，还应防止催化剂粉碎。
(4)要保证催化剂能顺利的装卸。
(5)为了测量催化剂床层的温度，必须设计合理的热电偶测点。
5.SCR系统反应器布置方式有哪些
按SCR反应器在锅炉烟道中三种不同的安装位置可分为三种布置方式，即热段/高含尘布置、热段/低含尘和冷段布置。
热段/高含尘布置：反应器布置在空气预热器前温度为360℃左右的位置，此时烟气中所含有的全部飞灰和SO2均通过催化剂反应器，反应器的工作条件是在“不干净”的高尘烟气中。由于这种布置方案的烟气温度在300~400℃的范围内，适合于多数催化剂的反应温度，因而它被广泛采用。
但是由于催化剂是在“不干净”的烟气中工作，因此催化剂的寿命会受下列因素的影响：①烟气所携带的飞灰中含有Na,Ca,Si,As等成分时，会使催化剂“中毒”或受污染，从而降低催化剂的效能。 ②飞灰对催化剂反应器的磨损。
③飞灰将催化剂通道堵塞。 ④如烟气温度升高，会将催化剂烧结，或使之再结晶而失效，如烟气温度降低，NH3会和SO3反应生成酸性硫l酸铵，从而会堵塞催化剂和污染空气预热器。
6.化学反应器设计的基本方程有哪些
反应器设计的基本方程包括反应动力学或速率方程、物料衡算式、能量衡算式和动量衡算式。
其中，反应动力学方程是反应器设计的主要基础。 （1） 反应动力学方程：包含了质量和热量传递过程与化学反应过程综合的宏观反应过程动力学。
（2） 物料衡算：以质量守恒定律为基础，是计算反应器体积的基本方程。 （3） 能量衡算：以能量守恒定律为基础。
大多数反应器常常可将位能、动能及功能略去，实质上只是热量衡算式。 （4） 动量衡算：一般情况下，动量衡算式可以忽略。
除非反应物系通过反应器的压力降与操作压力之比相当大。
