Durchblick in Sachen Durchfluss: So verlieren Feststoffe im Reaktor ihren Schrecken

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Endress+Hauser (Deutschland) GmbH+Co. KG

Der Druckabfall durch aktiv gemischte Reaktoren ist meist niedrig und Flüssigkeit kann oft allein durch Gravitation zugeführt werden. Benutzt man eine Recycling-Leitung mit einem Coflore SXV, ist der Gegendruck, der durch die Rückführleitung erzeugt wird, meist hoch genug, um das Fluid durch das System zu pumpen. Setzt man auf den geringen Druckabfall, um Material durch das System zu pumpen, sollten die Förderhöhe im Zulauf und im Produkttank die gleiche sein. Bei Umgebungsdruck wird dies erreicht, indem Tanks mit Entlüftungsventilen eingesetzt werden.

Für Systeme, die bei höheren Drücken arbeiten, sollten die Behälter an eine gemeinsame Inertgas-Leitung angeschlossen werden, um eine Druckauffüllung von Vorratstank und Produkttanks zu gewährleisten.

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PROCESS-Checkliste

Das sollten Sie bei Durchfluss-Reaktorsystemen beachten

Verwenden Sie Leitungen und Pumpen mit einem inneren Durchmesser, der 10 x größer ist als der Teilchendurchmesser – bevorzugt 20 x größer.

Verwenden Sie für horizontale und vertikale Leitungen eine Fließgeschwindigkeit, die einen turbulenten Fluss erreicht – bevorzugt einen Fluss mit einer Reynoldszahl größer als 5000

Ist die volumetrische Förderrate zu niedrig, um einen turbulenten Fluss zu erreichen, benutzen Sie eine Recycling-Schleife und führen die Suspension direkt oberhalb des Reaktors zu. Benutzen Sie ein Drei-Wege-Ventil oder ein Coflore-SXV-Ventil, um das Medium von der Recycling-Schleife in die vertikale Zufuhrleitung zu befördern.

Verwenden Sie horizontale Reaktorrohre, um zu verhindern, dass sich Feststoffe an einem Punkt ansammeln.

Messen Sie den Fluidstrom nicht an Stellen, an denen Feststoffe vorhanden sind. Messen Sie den Fluss hinter einem Feststoff-Separator.

Gasfluss und -abführung

Das System muss gasfrei sein, bevor die Reaktion startet. Dies wird erreicht, indem das Equipment mit einem inerten Fluid gefüllt wird. Bei Gas/Flüssig-Reaktionen wird das Gas am unteren Auslaufpunkt injiziert und fließt durchs System entgegen der Abwärtsströmung, um eine gleichmäßige Verteilung zu gewährleisten.

Gas, das aus der Lösung stammt oder während der Reaktion entsteht, kann sich im Reaktor ansammeln, was das Arbeitsvolumen beeinflusst. Da es aufsteigt, kann überschüssiges Gas an der obersten Stelle des Reaktors durch eine Entlüftungsöffnung am Ventil entfernt werden. Die Transferleitungen müssen so ausgelegt werden, dass Gas aus dem Reaktor entweichen kann, wobei das Gasventil im Normalfall mit dem Entleerungstank verbunden ist. Die Verbindungsleitung muss hoch genug liegen, um zu verhindern, dass Material am Reaktor vorbei fließt. Falls der Druckabfall zu hoch ist, sollte eine aktive Kontrolle durch einen Niveau-Detektor mit einem Steuerventil genutzt werden.

* * R. Dahlbeck ist als Berater für AM Technology tätig. R. Ashe ist Technologie-Spezialist bei AM Technology.

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