การแนะนำเครื่องปฏิกรณ์เติมไฮโดรเจน

ปฏิกิริยาเครื่องปฏิกรณ์ตัวเร่งปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันมักจะเกี่ยวข้องกับสารละลายสามเฟส ได้แก่ น้ำมันของเหลว ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นของแข็งในเฟสสารละลาย และฟองไฮโดรเจนเป็นเฟสก๊าซ เนื่องจากมีขอบเขตหลายเฟส การถ่ายโอนมวล และโดยเฉพาะอย่างยิ่งการกระจายตัวของไฮโดรเจน จึงเป็นปัจจัยที่สำคัญมาก ระบบผสมที่ใช้ในเครื่องปฏิกรณ์มีอิทธิพลต่อค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนมวลของการถ่ายโอนก๊าซ-ของเหลวอย่างมาก

ประเภทของระบบผสมที่ใช้อยู่ในปัจจุบันสามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ คือ

• เรือกวน

• (ภายนอก) เครื่องปฏิกรณ์แบบลูป

เรือกวน

โดยปกติแล้วสิ่งเหล่านี้จะเป็นชุด “ตาย-จบ"(เช่น ไม่มีการหมุนเวียนซ้ำของไฮโดรเจนภายนอก) เครื่องปฏิกรณ์

ในอดีตเครื่องปฏิกรณ์แบบหมุนเวียนมักถูกใช้โดยที่ไฮโดรเจนถูกรีไซเคิลภายนอกจากเครื่องปฏิกรณ์ ประเภทนี้ไม่มีการใช้กันอย่างแพร่หลายอีกต่อไป

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเครื่องปฏิกรณ์แบบกวนแบบจุดตายมักจะอยู่ที่ประเภทของใบพัดที่ใช้ และวิธีการเพิ่มการกักเก็บไฮโดรเจนจากเฮดสเปซ

ประเภทหลักสามารถแบ่งได้ดังนี้:

ใบพัดกังหันใบเรียบ (รัชตัน):

นี่คือใบพัดประเภทที่ใช้บ่อยที่สุด โดยปกติแล้วจะมีใบมีด 6 ใบ แม้ว่าตัวเลขนี้อาจแตกต่างกันไปโดยใช้สลักเกลียวบนแผ่นดิสก์บนเพลาที่กำลังหมุน มันสร้างรูปแบบการไหลของแนวรัศมี ไฮโดรเจนสแปร์เจอร์มักจะอยู่ในรูปวงแหวนที่อยู่ด้านล่างใบพัด นี่อาจเป็นใบพัดที่พบได้บ่อยที่สุดในเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้น้ำมันบริโภคได้ (โดยเฉพาะเครื่องรุ่นเก่า) แต่ไม่ได้หมายความว่าใบพัดในอุดมคติสำหรับการกระจายตัวของไฮโดรเจนในน้ำมัน

ใบพัด ซีดี-6/บีที-6 (นักเคมี):

นี่คือการปรับปรุงใบพัดรุ่นก่อนที่มีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนมวลที่สูงขึ้นและความน่าจะเป็นของการเกิดโพรงอากาศลดลง มีข้อมูลบางส่วนใน ซีดี-6 และ บีที-6 จากเว็บไซต์ นักเคมี ด้านล่าง

ใบพัดตามแนวแกน (ไลท์นิน):

ในขณะที่ใบพัดสองตัวก่อนหน้านี้มีรูปแบบการผสมในแนวรัศมี รูปแบบการผสมตามแนวแกนจะได้รับจากใบพัดปั๊ม A315 (ด้านล่าง) และ A340 (ด้านบน) จาก ไลท์นิน ผู้ผลิตอ้างว่าสิ่งนี้มีการเหนี่ยวนำไฮโดรเจนได้ดีกว่าจากเฮดสเปซและให้ไฮโดรเจนกระจายตัวได้ดีขึ้นในครึ่งล่างของเครื่องปฏิกรณ์

การขนส่งไฮโดรเจนผ่านเพลา (เอกาโตะ):

เทคโนโลยีนี้จะกระจายไฮโดรเจนโดยการดูดจากช่องว่างส่วนหัวแล้วส่งผ่านแกน จากนั้นไฮโดรเจนจะกระจายตัวไปในของเหลวอีกครั้งใต้พื้นผิวของเหลว เทคโนโลยีนี้เหมาะสำหรับการติดตั้งในเครื่องปฏิกรณ์ที่มีอยู่แล้ว

เครื่องปฏิกรณ์ก๊าซขั้นสูง (แพรกซ์แอร์):

นี่อาจถือเป็นประเภทของ “วนซ้ำ"เครื่องปฏิกรณ์แม้ว่าห่วงไฮโดรเจนจะอยู่ภายในเครื่องปฏิกรณ์ก็ตาม ใบพัดสกรูเกลียวปั๊มลงด้านล่างภายใน “ปลอกหุ้ม.หลอด ดึงไฮโดรเจนเข้ามาจากช่องว่างส่วนหัวและดันไปที่ด้านล่างของตัวปฏิกรณ์จากจุดที่หมุนเวียนวนขึ้นไปอีกด้านหนึ่งของท่อ ให้อัตราการถ่ายโอนมวลไฮโดรเจนไปยังน้ำมันสูง

เครื่องปฏิกรณ์แบบลูป

เทคโนโลยีเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการหมุนเวียนภายนอกของไฮโดรเจนและ/ออออยล์ที่ไม่ทำปฏิกิริยา การทำความร้อน/ความเย็นของสารละลายตัวเร่งปฏิกิริยาน้ำมันก็ทำภายนอกเช่นกัน

เครื่องปฏิกรณ์แบบ บัส วนซ้ำ:

เครื่องปฏิกรณ์จะผสมสารละลายของตัวเร่งปฏิกิริยาน้ำมันและไฮโดรเจนในระบบการปกครองที่มีแรงเฉือนสูงในเจ็ทผสมเวนทูรี สารละลายตัวเร่งปฏิกิริยาน้ำมันจะไหลเวียนผ่านตัวแลกเปลี่ยนความร้อนภายนอกและบังคับผ่านเครื่องผสม เวนตูรี ที่ด้านบนของเครื่องปฏิกรณ์ เอฟเฟกต์การดูดที่นี่ดึงไฮโดรเจนสดออกมา

เครื่องปฏิกรณ์แบบ ทีวีไวป์ นี้มีข้อได้เปรียบเมื่อมีแรงกดดัน อุณหภูมิ และอัตราปฏิกิริยาสูงเกิดขึ้น จะให้ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนมวลที่สูงกว่า และข้อเท็จจริงที่ว่าไม่มีขดลวดความร้อนในเครื่องปฏิกรณ์ถือเป็นข้อได้เปรียบ

ข้อเสียของระบบนี้คือเงินทุนและต้นทุนการดำเนินงานที่สูงขึ้น (พลังงานมากขึ้น - 5kW/m _ ใช้เพื่อกระจายไฮโดรเจนในของเหลวมากกว่าภาชนะกวนแบบดั้งเดิม ซึ่งโดยทั่วไปความต้องการพลังงานจะอยู่ที่ 2 - 3 กิโลวัตต์/m°)

เครื่องปฏิกรณ์ประเภทอื่นๆ: นอกจากนี้ยังมีเครื่องปฏิกรณ์ต่อเนื่องแบบเบดต่อเนื่องและแบบต่อเนื่องแบบสารละลายที่ใช้ในอุตสาหกรรมน้ำมันพืช อย่างไรก็ตาม เครื่องปฏิกรณ์แบบต่อเนื่องจะใช้งานได้จริงเมื่อมีการผลิตผลิตภัณฑ์เดียวในปริมาณมากเท่านั้น