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Reaktoren für heterogene Reaktionen

Kontaktapparate

Bei der Betrachtung von Reaktionen zwischen Gasen und Flüssigkeiten wird angenommen, dass die Reaktion in nur einer Phase stattfindet. Um miteinander reagieren zu können, muss daher eine der Komponenten die Phase wechseln und in das Innere der zweiten Phase transportiert werden, in der sie für die Reaktion zur Verfügung steht. Die in Frage kommenden Reaktoren (Kontaktapparate) unterscheiden sich durch die Art, wie sie Phasen miteinander in Kontakt bringen:

  • Gas wird in Flüssigkeit dispergiert: Blasensäule, Rührkessel, Bodenkolonne, Packungskolonne
  • Flüssigkeit wird in Gas dispergiert: Sprühturm bzw. Gaswäscher, Strahlwäscher
  • Flüssigkeit wird als Film mit dem Gas in Kontakt gebracht: Rieselkolonne, Fallfilmreaktor
Abb.1
Rührkessel
Abb.2
Blasensäule
Abb.3
Schlaufenreaktor
Abb.4
Strahldüsenreaktor
Abb.5
Strahlwäscher
Abb.6
Rohrreaktor
Abb.7
Flüssigkeitsringpumpe
Abb.8
Fallfilmreaktor
Abb.9
Gegenstromkolonne
Abb.10
Gleichstrom-Füllkörperkolonne

L Flüssig- G Gasströme; Index 0 einströmend, Index 1 ausströmend

Auswahlkriterien

Die Auswahl des geeigneten Fluid-Fluid-Reaktors ist entscheidend für die Reaktorleistung und bei komplexen Reaktionen auch für die erreichbaren Selektivitäten und Ausbeuten. Folgende Kriterien sind dabei entscheidend und bei der Reaktortypauswahl zu berücksichtigen:

  • Auswahl der Kontaktart
  • Austauschfläche zwischen den fluiden Reaktionskomponenten
  • Mengenverhältnis der beiden in Kontakt zu bringenden Phasen
  • Verweilzeitverhalten der beiden Fluide

Vertiefung: Charakteristische Merkmale von industriell eingesetzten Gas-Flüssig-Reaktoren

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