Реакторы для гетерогенных процессов с твердой фазой.

Простейшим вариантом аппаратурного оформления подобных реакций является полый цилиндрический реактор, заполненный твердой фазой, через которую циркулирует газообразный реагент (а).

В таком реакторе проводят многие процессы адсорбционной очистки газов и жидкостей, например, очистку природного газа от серосодержащих соединений. Вначале S-Содержащие компоненты гидрируются до H₂S

который затем поглощают оксидом цинка

Поглощение H₂S происходит в сравнительно небольшом слое. По мере отработки первых слоев сорбента зона реакции продвигается дальше. После проявления "проскока" H₂S (неполного его поглощения из-за исчерпывания сорбента) поглотитель заменяют. Недостаток такого процесса – его цикличность. Для организации непрерывного процесса обновления твердой фазы предлагается процесс, осуществляемый в многоколоночном реакторе, снабженном скребком на каждой полке, которые передвигают материал по полке и пересыпают его с одной полки на другую (б). Так устроен реактор обжига серного колчедана. Удобен и распространен процесс непрерывного движения твердого материала на вращающейся наклонной трубе (в). Классическим примером является вращающаяся печь получения клинкера в цементном производстве. Такого же типа реактор аммиачный нейтрализатор в производстве двойного суперфосфата.

Химические процессы "газ - твердое тело" протекают значительно интенсивнее при увеличении степени дробления твердого реагента. В реакторах с неподвижным слоем твердого реагента это сделать практически невозможно, поскольку с увеличением степени дисперсности резко возрастает гидравлическое сопротивление слоя, возрастает вероятность слипания

и комкования мелких частиц – в псевдоожиженном (г) или фонтанирующем (д) слоях, с распылительным инжектированием твердого материала через специальную форсунку (е) и в режиме пневмотранспорта (ж).

Основные недостатки этих способов – эрозия стенок аппарата, дробление частиц, унос пыли и загрязнение его газового потока.

Если используются системы ж – твердое тело, то организовать процесс суспензирования гораздо легче из-за близости плотностей компонентов. Поэтому для таких систем используют реактор с мешалкой, подобный изображенному на рис. б) для гомогенного процесса. Такой тип реактора типичен для кислотного разложения аппатита.