O agitador é um dos componentes-chave do reator. A seleção do agitador apropriado depende das propriedades físicas dos diferentes meios presentes no reator, da sua capacidade e da finalidade da agitação, desempenhando um papel fundamental na aceleração da reação química e no aumento da eficiência da produção. Dominar a classificação dos agitadores e suas aplicações ajudará na escolha do agitador correto e na obtenção de melhores resultados na reação.
Aplicação do dispositivo de reator em forma de caldeira:
O reator é amplamente utilizado nas indústrias de petróleo, química, borracha, pesticidas, corantes, medicamentos e alimentos, para completar os processos de vulcanização, nitração, hidrogenação, hidrocarbonatação, polimerização, condensação e outros processos em vasos de pressão.
Composição do dispositivo de reator:
O reator é composto por corpo, tampa, camisa de aquecimento, agitador, dispositivo de transmissão, dispositivo de vedação do eixo, suporte, entre outros.
1. Revestimento do reator
O invólucro consiste em um cilindro circular, uma tampa superior e uma cabeça inferior. Existem duas maneiras de conectar a tampa ao cilindro: uma é soldando-os diretamente, formando uma única peça; a outra considera a facilidade de desmontagem, utilizando conexões flangeadas. A tampa superior possui bocas de inspeção, orifícios de acesso e entradas para o processo.
2. Dispositivo de agitação do reator
Em um reator, para acelerar a reação, intensificar a mistura e aumentar a transferência de massa ou calor, geralmente é utilizado um dispositivo de agitação. Este dispositivo consiste em um agitador e um eixo de agitação, com acoplamento e sistema de transmissão integrados.
3. Dispositivo de vedação para reator
O dispositivo de vedação utilizado no reator é uma estrutura de vedação dinâmica, principalmente de dois tipos: vedação por gaxeta e vedação mecânica.
Classificação e seleção do agitador do dispositivo de reator:
A função do agitador do reator:
Promover a homogeneização da mistura de materiais, fortalecer a transferência de calor e massa, incluindo mistura homogênea de líquidos; dispersão líquido-líquido; dispersão gás-líquido; dispersão sólido-líquido; cristalização; dissolução de sólidos; intensificar a transferência de calor, entre outros.
Princípio de agitação do reator:
O agitador é o principal componente para realizar a operação de agitação, e seu principal componente é o impulsor, que se move com o eixo rotativo para aplicar energia mecânica ao líquido e impulsioná-lo a se movimentar.
Quando o agitador gira, a energia mecânica é transferida para o fluido, formando uma zona de mistura completa altamente turbulenta próxima ao agitador e gerando um jato de alta velocidade que impulsiona o líquido para circular no recipiente de agitação.
Influências da agitação do reator:
Líquido dentro do escopo do equipamento para o fluxo circular do percurso denominado 'modelo de fluxo' do líquido, referido como 'padrão de fluxo'.
O padrão de fluxo e o efeito de agitação, bem como a potência de agitação, são muito semelhantes. O padrão de fluxo depende da forma do agitador, do recipiente de agitação e das características geométricas dos componentes internos, além da natureza do fluido, da velocidade de agitação e de outros fatores.
Fluxo axial:
A direção do fluxo do fluido é paralela ao eixo de mistura, e o fluido é impulsionado pela pá, de modo que o fluido flui para baixo e encontra o fundo do recipiente e então sobe, formando um fluxo de circulação vertical.
Fluxo radial:
O fluxo de fluido ocorre perpendicularmente ao eixo de mistura, seguindo um fluxo radial, ao encontrar a parede do recipiente, dividindo-se em duas correntes de fluido: uma ascendente e outra descendente, que retornam à extremidade da pá, sem atravessá-la, formando assim um fluxo cíclico superior e inferior.
Fluxo tangencial:
Sem um recipiente com defletor, o fluido em torno do eixo realiza um movimento rotativo, e quando a vazão é alta, a superfície do líquido forma um vórtice. O fluxo de sucção do fluido da pá para a área da pá é muito pequeno, resultando em um efeito de mistura muito fraco.
Os três tipos de fluxo acima geralmente existem ao mesmo tempo;
O fluxo axial e o fluxo radial desempenham um papel importante na mistura;
O fluxo tangencial deve ser suprimido – o uso de defletores pode enfraquecer o fluxo tangencial e aumentar o fluxo axial e radial.
Data da publicação: 13/09/2024