Reactores de lecho empacado Reactores de lecho fijo, también conocidos como reactores de lecho fijo, se utilizan a menudo para los procesos catalíticos. Muestra a continuación es un reactor de lecho fijo usado en un proceso sintético. Muestra a continuación es un reactor de lecho relleno utilizado en la NASA Glenn Research Center. El experimento está diseñado para desarrollar reactores de lecho para los ambientes de microgravedad mediante el estudio de flujo de fluidos, aunque medios porosos en condiciones c ondiciones de microgravedad.
(Cortesía de NASA / Glenn Research Center)
INFORMACIÓN GENERAL Reactores de lecho constan de un armazón cilíndrico con cabezas convexas. La mayoría son verticales, y permitir que los reactivos a fluir por gravedad. En el interior del reactor es una cama inmovilizada, o fijo, de catalizador . Reactores de lecho son heterogéneos sistemas de reacción. La siguiente
imagen muestra un aparato utilizado para estudiar el flujo a través de una columna de relleno.
(Cortesía de Armfield Limited, Ringwood, Reino Unido)
EQUIPO DE DISEÑO La animación a continuación muestra el funcionamiento básico de un reactor de lecho empaquetado. Los reactivos (verde) entrar en el reactor en la parte superior, a continuación, fluya a través. Al entrar en el reactor el flujo de reactivos a través del lecho empaquetado de catalizador. Poniéndose en contacto con los gránulos de catalizador, los reactivos reaccionan para formar productos (azul), que luego salen del reactor en la parte inferior. Tenga en cuenta el gradiente de concentración dentro del reactor.
Al diseñar un reactor de lecho empaquetado se debe tener en cuenta la vida activa del catalizador. Esto afectará a la longitud de tiempo de un lecho de catalizador puede ser usado y por lo tanto el tiempo que el reactor se puede ejecutar antes de que el catalizador necesita ser regenerado. Gránulos de catalizador son generalmente granular, con diámetros de 1 a 5 mm. Estos pueden ser cargados en el reactor en varias formas: como una cama individual, cáscaras separadas, o en tubos. Los catalizadores son
típicamente hechos de níquel, cobre, osmio, platino y rodio.Los catalizadores se muestran a continuación están hechos de metal precioso sobre 3,175 cuentas de cerámica mm y se utilizan en un oxidante catalítico eléctrico que trata a corrientes de aire contaminadas con compuestos orgánicos volátiles (COV).
(Cortesía de Falmouth Products Inc., Falmouth, MA)
Ejemplos de uso Reactores de lecho fijo tienen una amplia gama de usos para las reacciones catalíticas.También son ampliamente utilizados en pequeñas reacciones a escala comercial. La siguiente imagen muestra los científicos del suelo usando una escala pequeña de lecho empacado reactor para probar métodos rentables de la eliminación del amoníaco de las aguas residuales del ganado.
(Cortesía del Departamento de Agricultura de EE.UU.)
VENTAJAS
Alta tasa de conversión por peso de catalizador. Fácil de construir. Más contacto entre reactivos y catalizador que en otros tipos de reactores. Más producto se forma debido al aumento de reactivo / catalizador de contacto. Bajo costo de construcción, operación y mantenimiento. Efectiva a altas temperaturas y presiones.
DESVENTAJAS
Difícil control de la temperatura. Los gradientes de temperatura pueden ocurrir. Catalizador difícil de reemplazar. Canalización de la corriente de gas puede ocurrir, resultando en regiones ineficaces en el reactor. Secundarios posibles reacciones. La transferencia de calor hacia o desde reactor puede ser difícil.
AGRADECIMIENTOS Armfield Limited , Ringwood, Reino Unido Falmouth Products Inc. , Falmouth, MA NASA / Centro de Investigación Glenn EE.UU. Departamento de Agricultura
REFERENCIAS Fogler, H. Scott. Fundamentos de Ingeniería de la Reacción Química . Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 2011. Imprimir. Hill, Charles G., Jr. Introducción a la Cinética Química Ingeniería y Diseño de Reactor .Nueva York: John Wiley & Sons, Inc. 1977. Imprimir. Perry, Robert H., y Don W. Green. Manual de Perry Chemical Engineers ' . 7 ª ed. Nueva York: McGraw-Hill Inc., 1997: 7-19 - 7-22. Imprimir. Trambouze, Pierre Van Landeghem, Hugo, y Wauquier, Jean-Pierre. Reactores Químicos .Houston: Empresa Gulf Publishing, 1988. Imprimir. Walas, Stanley M. Equipo de Proceso Químico: Selección y Diseño . Boston: Butterworth-Heinemann, 1990. Imprimir. Walas, Stanley M. Cinética de reacción para Ingenieros Químicos . Nueva York: McGraw-Hill Inc., 1959. Imprimir.
DESARROLLADORES Sam Catalano Alex Wozniak Kelsey Kaplan
