塔式反應器是一種廣泛套用於液體相也參與反應的中速、慢速反應和放熱量大的反應的反應器。
基本介紹
- 中文名：塔式反應器
- 包括：填料塔反應器等
- 性質：化工
- 類別：儀器
鼓泡塔反應器,填料塔反應器,板式塔反應器,噴淋塔反應器,
鼓泡塔反應器
鼓泡塔反應器廣泛套用於液體相也參與反應的中速、慢速反應和放熱量大的反應。例如，各種有機化合物的氧化反應、各種石蠟和芳烴的氯化反應、各種生物化學反應、污水處理曝氣氧化和氨水碳化生成固體碳酸氫銨等反應，都採用這種鼓泡塔反應器。鼓泡塔反應器在實際套用中具有以下優點：
1、氣體以小的氣泡形式均勻分布，連續不斷地通過氣液反應層，保證了氣、液接觸面，使氣、液充分混合，反應良好。
2、結構簡單，容易清理，操作穩定，投資和維修費用低。
3、鼓泡塔反應器具有極高的儲液量和相際接觸面積，傳質和傳熱效率較高，適用於緩慢化學反應和高度放熱的情況。
4、在塔的內、外都可以安裝換熱裝置。
5、和填料塔相比較，鼓泡塔能處理懸浮液體。
鼓泡塔在使用時也有一些很難克服的缺點，主要表現如下：
1、為了保證氣體沿截面的均勻分布，鼓泡塔的直徑不宜過大，一般在2~3m以內。
2、鼓泡塔反應器液相軸向返混很嚴重，在不太大的高徑比情況下，可認為液相處於理想混合狀態，因此較難在單一連續反應器中達到較高的液相轉化率。
3、鼓泡塔反應器在鼓泡時所耗壓降較大。
填料塔反應器
填料塔反應器是廣泛套用於氣體吸收的設備，也可用作氣、液相反應器，由於液體沿填料表面下流，在填料表面形成液膜而與氣相接觸進行反應，故液相主體量較少。適用於瞬間反應、快速和中速反應過程。例如，催化熱鹼吸收CO2、水吸收NOX形成硝酸、水吸收HCl生成鹽酸、吸收SO3生成硫酸等通常都使用填料塔反應器。填料塔反應器具有結構簡單、壓降小、易於適應各種腐蝕介質和不易造成溶液起泡的優點。填料塔反應器也有不少缺點。首先，它無法從塔體中直接移去熱量，當反應熱較高時，必須藉助增加液體噴淋量以顯熱形式帶出熱量；其次，由於存在最低潤濕率的問題，在很多情況下需採用自身循環才能保證填料的基本潤濕，但這種自身循環破壞了逆流的原則。儘管如此，填料塔反應器還是氣液反應和化學吸收的常用設備。特別是在常壓和低壓下，壓降成為主要矛盾時和反應溶劑易於起泡時，採用填料塔反應器尤為適合。
板式塔反應器
板式塔反應器的液體是連續相而氣體是分散相，藉助於氣相通過塔板分散成小氣泡而與板上液體相接觸進行化學反應。板式塔反應器適用於快速及中速反應。採用多板可以將軸向返混降低至最小程度，並且它可以在很小的液體流速下進行操作，從而能在單塔中直接獲得極高的液相轉化率。同時，板式塔反應器的氣液傳質係數較大，可以在板上安置冷卻或加熱元件，以適應維持所需溫度的要求。但是板式塔反應器具有氣相流動壓降較大和傳質表面較小等缺點。
噴淋塔反應器
噴淋塔反應器結構較為簡單，液體以細小液滴的方式分散於氣體中，氣體為連續相，液體為分散相，具有相接觸面積大和氣相壓降小等優點。適用於瞬間、界面和快速反應，也適用於生成固體的反應。噴淋塔反應器具有持液量小和液側傳質係數過小，氣相和液相返混較為嚴重的缺點。
