反應器是一種實現(xiàn)反應過程的設備,廣泛應用于化工、煉油、冶金等領域。反應器用于實現(xiàn)液相單相反應過程和液液、氣液、液固、氣液固等多相反應過程。
反應器的應用始于古代,制造陶器的窯爐就是一種原始的反應器。近代工業(yè)中的反應器形式多樣,例如:冶金工業(yè)中的高爐和轉爐;生物工程中的發(fā)酵罐以及各種燃燒器,都是不同形式的反應器。
多數(shù)反應有明顯的熱效應。為使反應在適宜的溫度條件下進行,往往需對反應物系進行換熱。換熱方式有間接換熱和直接換熱。間接換熱指反應物料和載熱體通過間壁進行換熱,直接換熱指反應物料和載熱體直接接觸進行換熱。對放熱反應,可以用反應產(chǎn)物攜帶的反應熱來加熱反應原料,使之達到所需的反應溫度,這種反應器稱為自熱式反應器。
按反應過程中的換熱狀況,反應器可分為:
①等溫反應器 反應物系溫度處處相等的一種理想反應器。反應熱效應極小,或反應物料和載熱體間充分換熱,或反應器內的熱量反饋極大(如劇烈攪拌的釜式反應器)的反應器,這樣可近似看作等溫反應器。
②絕熱反應器 反應區(qū)與環(huán)境無熱量交換的一種理想反應器。反應區(qū)內無換熱裝置的大型工業(yè)反應器,與外界換熱可忽略時,可近似看作絕熱反應器。
③非等溫非絕熱反應器 與外界有熱量交換,反應器內也有熱反饋,但達不到等溫條件的反應器,如列管式固定床反應器。
換熱可在反應區(qū)進行,如通過夾套進行換熱的攪拌釜,也可在反應區(qū)間進行,如級間換熱的多級反應器