Wat is een stroomreactor?
Een stroomreactor is een chemisch proces waarbij grondstoffen worden toegevoegd aan een reactievat, meestal een reeks buizen, om continu producten te maken. Dit is anders dan een batchproces, waarbij alle materialen worden toegevoegd en gereageerd, vervolgens verwijderd en verwerkt. Stroomreacties gaan door zolang grondstoffen aan één uiteinde worden toegevoegd en kunnen worden gebruikt voor zowel vloeistoffen als gassen.
Het ontwerp van een stroomreactor is typisch een reeks buizen in een temperatuurgeregelde schaal. Warmte of koelvloeistof kan aan de schaal worden toegevoegd om de temperatuur in de buizen te regelen. De reactor kan naar behoefte worden opgebouwd uit metalen, kunststoffen of composieten om te voorkomen dat de grondstoffen hem aanvallen.
Buisontwerpen voor een stroomreactor kunnen sterk variëren, afhankelijk van de gewenste reacties. Zelden zijn de buizen leeg, omdat er geen menging zal plaatsvinden in lege buizen; de materialen blijven gescheiden in de buizen en reageren niet. Spoelen van kleinere buizen, kleine vormen genaamd pakking, of interne barrières genaamd schotten worden allemaal gebruikt om de reactanten, of grondstoffen, met elkaar te mengen.
Het plaatsen van opgerolde buizen in een stroomreactor kan helpen bij het mengen of warmteoverdracht. Spoelen voegen afstand toe voor de chemicaliën om in het reactiegedeelte te reizen, waardoor er meer tijd is voor het chemische proces. Verwarmings- of koelvloeistoffen kunnen ook in de spoelen zijn, met de reactanten buiten, voor een betere temperatuurregeling. Buisgrootte, die de interne diameter of dwarsdoorsnede verandert, kan worden gevarieerd om de stroomsnelheden van de reactant te veranderen.
Buizen kunnen worden verpakt met verschillende materialen op basis van welke reacties nodig zijn. Sommige chemicaliën vereisen een katalysator, een materiaal dat reacties versnelt zonder daarbij te worden opgebruikt. Katalysatoren kunnen aan keramische glasparels of andere materialen worden toegevoegd en in de buizen worden verpakt. Niet-katalysatorpakking kan ook worden gebruikt om de reactanten te helpen mengen, wat vaak nodig is als warmte of koeling aan de buitenkant van de buizen wordt toegepast. Zonder mengen is het materiaal dat zich het dichtst bij de buiswanden bevindt, te warm of koud, wat de productkwaliteit zal beïnvloeden.
Baffles kunnen qua ontwerp sterk variëren, maar ze helpen allemaal bij het mengen door wervelingen of wervelingen van turbulentie in de buis te creëren. Dit kunnen gaaslagen zijn die in de buizen zijn geïnstalleerd of groeven die in de buiswanden zijn aangebracht. Katalysatoren kunnen ook op keerplaten worden gecoat, wat zorgt voor reactiecontrole naast mengen.
Het ontwerp van de stroomreactor houdt ook rekening met de reactiesnelheid van de chemicaliën. De beweging van chemicaliën door alle buizen moet hetzelfde zijn, anders kan de kwaliteit van het eindproduct per buis verschillen. Het ontwerpen van de stroomsnelheden om plug-stroomomstandigheden te verkrijgen, zorgt voor een consistent product. Plugstroom is een kenmerk van buisontwerp en stroomsnelheidregeling waarbij de tijd die reagentia in de reactor doorbrengen hetzelfde is, ongeacht welke buis wordt waargenomen.