Nyt design af roterende væskereaktorer løser problemer med nuværende reaktorer

Intensiverede reaktorer bruges i en række kemiske processer. En sådan reaktor er rotating packed bed (RPB) reaktoren, som bruger høje centrifugalkræfter til at accelerere kemiske reaktioner mellem bestanddele. Imidlertid, RPB-reaktoren har en række problemer, der påvirker dens effektivitet. Med det i tankerne, for denne ph.d. forskning, Jasper Hacking designede en ny reaktor kaldet roterende væskefordeler. Nøglen til den nye reaktor er inkluderingen af ​​væskefyldte ringe i pakningen, som hjælper med at løse flere problemer forbundet med traditionelle RPB-reaktorer. Hacking forsvarede sit speciale den 7. oktober.

Reaktoren med roterende pakket leje (RPB) er et godt eksempel på en reaktor, der kan forbedre effektiviteten, udgifter og bæredygtighed af kemiske processer. Et centralt problem dog med det cirkulære design af RPB-reaktoren er, at den ikke fordeler flydende kemikalier (som afhænger af processen) jævnt i reaktoren. Dette kan føre til tørre pletter, hvilket kan påvirke effektiviteten af ​​de kemiske reaktioner i reaktoren negativt.

Et andet problem vedrører sprøjtning af flydende kemikalier på den pakkede seng ved hjælp af en dyse. Det er vist, at mellem 70% og 80% af masseoverførslen sker under sprøjtning, og ikke i emballagen, som det foretrækkes.

Nyt forbedret design

I et nyt reaktordesign, Ph.D. Forsker Jasper Hacking adresserede disse problemer ved at sikre, at væskestrømmene, der kommer ind i reaktoren, falder først på pakningen, og derfra omfordeles i hele reaktoren. Dette fører til en forbedring af effektiviteten. Ud over, fraværet af et dysedesign til sprøjtning af pakningen betyder, at rotorerne kan stables i reaktoren, hvilket igen giver mulighed for en større intensivering af processen og hjælper processen til at forløbe mere effektivt.

I en traditionel RPB-reaktor er der ikke mange muligheder for at justere pakningen. Hver pakning er designet til en bestemt kemisk proces og fastgjort til rotoren. Desværre, det betyder, at du har brug for en anden pakning til enhver ny reaktor. For hans reaktordesign, Hacking omfattede en slags kurv, der kan indeholde forskellige typer pakninger. Som resultat, dette gør det nemmere at skifte pakningen til brug med en ny kemisk proces.

Varmeoverførsel

Endelig, RPB-reaktorens varmeudvekslingsevne er begrænset af den manglende evne for varme til at bevæge sig inde i pakningen. En sådan ulempe er skadelig for reaktoren, da de centrale reaktioner finder sted i pakningen, og effektiv energioverførsel er vigtig for disse reaktioner.

Hackings roterende væskefordeler har mulighed for at overføre varme i pakningen takket være kombinationen af ​​ringe inde i pakningen og tilføjelsen af ​​en ekstern varmeveksler.

Resultater præsenteret i Hacking-afhandlingen viser, at denne nye proof-of-principle-reaktor tilbyder et godt og effektivt alternativ til den traditionelle RPB-reaktor. Imidlertid, før reaktoren kan bruges i eksisterende processer, der skal træffes yderligere foranstaltninger med hensyn til designet. For eksempel, det ville være fordelagtigt, hvis reaktoren kunne tillade en højere gennemstrømning af væske og en bedre omfordeling af væsken i reaktoren. Dette kunne opnås ved at øge reaktorens radius.