Kas ir plūsmas reaktors?

Plūsmas reaktora konstrukcija parasti ir virkne cauruļu, kas atrodas temperatūras kontrolētā apvalkā. Korpusam var pievienot siltumu vai dzesēšanas šķidrumu, lai nodrošinātu reakcijas temperatūras kontroli caurulēs. Reaktoru pēc vajadzības var izgatavot no metāliem, plastmasām vai kompozītmateriāliem, lai novērstu izejvielu uzbrukumu tam.

Cauruļu konstrukcijas plūsmas reaktoram var ievērojami atšķirties atkarībā no vēlamajām reakcijām. Reti mēģenes ir tukšas, jo tukšās mēģenēs nesajaukšanās nenotiks; materiāli paliks atdalīti caurulēs un nereaģēs. Reaģentu vai izejvielu sajaukšanai kopā tiek izmantotas mazāku cauruļu spoles, mazas formas, ko sauc par blīvēm, vai iekšējās barjeras, ko sauc par deflektoriem.

Spolētu cauruļu ievietošana plūsmas reaktorā var palīdzēt sajaukšanā vai siltuma pārnesē. Spoles palielina attālumu, lai ķīmiskās vielas varētu pārvietoties reakcijas sadaļā, nodrošinot vairāk laika ķīmiskajam procesam. Sildīšanas vai dzesēšanas šķidrumi var būt arī spoļu iekšpusē, bet reaģenti ārpusē, lai nodrošinātu labāku temperatūras kontroli. Caurules izmēru, kas maina iekšējo diametru vai šķērsgriezumu, var mainīt, lai mainītu reaģenta plūsmas ātrumu.

Caurules var pildīt ar dažādiem materiāliem, pamatojoties uz to, kādas reakcijas ir nepieciešamas. Dažām ķīmiskām vielām ir nepieciešams katalizators, materiāls, kas paātrina reakcijas, neizmantojot to procesā. Katalizatorus var pievienot keramikas stikla lodītēm vai citiem materiāliem un iepakot mēģenēs. Iepakojumu bez katalizatora var izmantot arī, lai palīdzētu sajaukt reaģentus, kas bieži ir nepieciešami, ja cauruļu ārpusē tiek izmantots siltums vai dzesēšana. Bez sajaukšanas caurules sienām vistuvāk esošais materiāls būs pārāk karsts vai auksts, kas ietekmēs produkta kvalitāti.

Deflektoru dizains var būt ļoti atšķirīgs, taču tie visi palīdz sajaukt, radot virpuļus vai turbulences virpuļus caurules iekšpusē. Tie var būt caurulēs iestrādāti sieta slāņi vai cauruļu sienās iestrādātas rievas. Katalizatorus var pārklāt arī uz deflektoru virsmām, nodrošinot reakcijas kontroli papildus sajaukšanai.

Plūsmas reaktora projektēšanā ņemts vērā arī ķīmisko vielu reakcijas ātrums. Ķīmisko vielu kustībai cauri visām caurulēm jābūt vienādai, vai arī gatavā produkta kvalitāte var atšķirties no katras caurules. Plūsmas ātruma projektēšana, lai iegūtu aizbāžņa plūsmas apstākļus, nodrošina konsekventu produktu. Spraudplūsma ir cauruļu konstrukcijas un plūsmas ātruma kontroles īpašība, kur reaģentu pavadītais laiks reaktorā ir vienāds neatkarīgi no tā, kura caurule tiek novērota.