রাসায়নিক চুল্লি নির্বাচন গাইড প্রকার এবং ব্যবহার

একটি নির্ভুল রাসায়নিক উদ্ভিদ কল্পনা করুন যেখানে চুল্লিগুলি অপারেশনের কেন্দ্র হিসাবে কাজ করে, ক্রমাগত সস্তা কাঁচামালকে উচ্চ-মূল্যের পণ্যগুলিতে রূপান্তরিত করে। রাসায়নিক প্রকৌশলীদের জন্য গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন: নির্দিষ্ট প্রতিক্রিয়ার জন্য সবচেয়ে উপযুক্ত চুল্লির ধরনটি কীভাবে নির্বাচন করবেন? তাদের কি দক্ষ ক্রমাগত উত্পাদনকে অগ্রাধিকার দেওয়া উচিত বা ব্যাচ প্রক্রিয়াকরণের নমনীয়তা বেছে নেওয়া উচিত?

রাসায়নিক চুল্লীগুলি হল ঘেরা পাত্র যা খরচ কমিয়ে কার্যকরভাবে প্রতিক্রিয়াগুলিকে সহজতর করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। এর মধ্যে রয়েছে শক্তির ইনপুট এবং আউটপুটের যত্নশীল নিয়ন্ত্রণ, কাঁচামালের সর্বোত্তম ব্যবহার এবং শ্রম সহ অপারেশনাল খরচ বিবেচনা করা। বিক্রিয়াকারী এবং পণ্যগুলি সাধারণত তরল (গ্যাস বা তরল) হিসাবে বিদ্যমান। অপারেশন মোডের উপর ভিত্তি করে, চুল্লিগুলিকে ক্রমাগত বা ব্যাচ সিস্টেম হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়।

শিল্প চুল্লি সাধারণত তিনটি আদর্শ মডেলের অধীনে কাজ করে যা মৌলিক প্রক্রিয়া পরামিতি নির্ধারণ করে:

• ব্যাচ চুল্লি
• ক্রমাগত আলোড়িত ট্যাঙ্ক রিঅ্যাক্টর (CSTR)
• প্লাগ ফ্লো রিঅ্যাক্টর (PFR)

মূল প্রক্রিয়ার পরামিতিগুলির মধ্যে রয়েছে চুল্লির আয়তন (V), বসবাসের সময় (t), তাপমাত্রা (T), চাপ (P), উপাদানের ঘনত্ব (C1, C2,...Cn), এবং তাপ স্থানান্তর সহগ (U, h)। অনেক শিল্প চুল্লি এই মৌলিক ধরনের উপাদানগুলিকে একত্রিত করে।

ব্যাচ রিঅ্যাক্টরগুলি বন্ধ পাত্র হিসাবে বিচ্ছিন্নভাবে কাজ করে যেখানে সমস্ত বিক্রিয়ক একযোগে লোড করা হয়। প্রতিক্রিয়া দক্ষতা প্রচারের জন্য আন্দোলনকারীদের মাধ্যমে মিশ্রণ ঘটে।

এক্সোথার্মিক বিক্রিয়ার জন্য, ব্যাচ রিঅ্যাক্টরগুলি সাধারণত কুলিং কয়েলগুলিকে অন্তর্ভুক্ত করে। এই সিস্টেমগুলি ক্ষণস্থায়ী, অ-স্থির অবস্থার অধীনে কাজ করে যেখানে রূপান্তরের হার সময়ের সাথে পরিবর্তিত হয়। ইউনিফর্ম মিক্সিং পুরো জাহাজ জুড়ে একজাতীয় বৈশিষ্ট্য নিশ্চিত করে, যার অর্থ রূপান্তর সমস্ত অবস্থানে সামঞ্জস্যপূর্ণ থাকে।

• একাধিক পণ্য উৎপাদনের জন্য ব্যতিক্রমী বহুমুখিতা
• ছোট আকারের উৎপাদনের জন্য আদর্শ
• বর্ধিত প্রক্রিয়াকরণ সময় প্রয়োজন প্রতিক্রিয়া জন্য উপযুক্ত

• শ্রম-নিবিড় লোডিং, আনলোডিং এবং পরিষ্কারের প্রক্রিয়া
• ম্যানুয়াল প্রয়োজনীয়তার কারণে উচ্চ অপারেশনাল খরচ
• একটানা সিস্টেমের তুলনায় কম উৎপাদন দক্ষতা

CSTRs, যাকে মিশ্র প্রবাহ চুল্লিও বলা হয়, ক্রমাগত উত্তেজিত ট্যাঙ্কগুলিতে কাজ করে যেখানে বিক্রিয়কগুলি ধ্রুবক প্রবাহ হারে প্রবেশ করে, পূর্বনির্ধারিত বসবাসের সময়ের জন্য প্রতিক্রিয়া জানায় এবং সমতুল্য প্রবাহ হারে প্রস্থান করে।

ক্রমাগত আন্দোলন জাহাজ জুড়ে অভিন্ন ঘনত্ব বজায় রাখে, যার অর্থ রূপান্তর মূলত অবস্থানের পরিবর্তে চুল্লির আয়তনের উপর নির্ভর করে।

• বড় আকারের ক্রমাগত উত্পাদন সক্ষম করে
• বর্ধিত সময়ের জন্য স্থির অবস্থায় কাজ করে
• উৎপাদন চক্রের মধ্যে ডাউনটাইম কমিয়ে দেয়

• ধীর গতির প্রতিক্রিয়ার জন্য অকার্যকর যার জন্য বড় আয়তনের প্রয়োজন
• সমতুল্য PFR ভলিউমের তুলনায় নিম্ন রূপান্তর হার

PFRs (বা ক্রমাগত টিউবুলার রিঅ্যাক্টর) মডেল নলাকার একটানা প্রবাহ সিস্টেম যেখানে বিক্রিয়কগুলি অক্ষীয় মিশ্রণ ছাড়াই "প্লাগ" গঠনে অক্ষীয়ভাবে সরে যায় তবে সম্পূর্ণ রেডিয়াল মিশ্রণ।

এই নকশা অভিন্ন বসবাসের সময় নিশ্চিত করে যখন ঘনত্ব চুল্লির দৈর্ঘ্য বরাবর পরিবর্তিত হয়।

• সমতুল্য রূপান্তরের জন্য CSTR-এর চেয়ে ছোট ভলিউম প্রয়োজনীয়তা
• উচ্চ স্থান দক্ষতা
• গ্যাস-ফেজ অনুঘটক গতিবিদ্যা নির্ধারণের জন্য উচ্চতর

• এক্সোথার্মিক প্রতিক্রিয়ার জন্য চ্যালেঞ্জিং তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ
• উচ্চ রক্ষণাবেক্ষণ খরচ
• ফিড অভিন্নতা সংবেদনশীল এবং clogging প্রবণ

এই পরিবর্তিত ব্যাচ সিস্টেম ক্রমবর্ধমান অন্য যোগ করার সময় প্রাথমিকভাবে একটি বিক্রিয়ক লোড. এই পদ্ধতিটি এক্সোথার্মিক প্রতিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করতে, পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া প্রতিরোধ করতে বা গ্যাস গঠন, কঠিন বৃষ্টিপাত বা হাইড্রোফোবিক পণ্য তৈরির সময় পণ্য পৃথকীকরণ সহজতর করতে সহায়তা করে।

• ফলন এবং পণ্য নির্বাচনের উপর বর্ধিত নিয়ন্ত্রণ
• এক্সোথার্মিক প্রতিক্রিয়া পরিচালনার জন্য কার্যকর
• গ্যাস-বিকশিত প্রতিক্রিয়ার জন্য আদর্শ

• ব্যাচগুলির মধ্যে ব্যাপক পরিচ্ছন্নতার প্রয়োজন
• জটিল অপারেশন সুনির্দিষ্ট বিক্রিয়াক সংযোজন নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন

সাধারণত PFR হিসাবে কনফিগার করা হয়, অনুঘটক চুল্লিগুলির জটিল গণনার প্রয়োজন হয় কারণ প্রতিক্রিয়া হার অনুঘটক যোগাযোগ এবং বিক্রিয়াক ঘনত্বের উপর নির্ভর করে। অনুঘটক পথগুলি প্রায়শই রাসায়নিকভাবে বন্ধনযুক্ত মধ্যবর্তীগুলির সাথে একাধিক পর্যায়ে জড়িত থাকে।

অনুঘটকগুলি কোকিং, বিষক্রিয়া এবং সিন্টারিংয়ের মাধ্যমে নিষ্ক্রিয় করে - বিশেষ করে উচ্চ-তাপমাত্রার পেট্রোকেমিক্যাল প্রক্রিয়াগুলিতে। অনুঘটক চুল্লী নিয়োগকারী শিল্পগুলি অসংখ্য অপারেশনাল প্যারামিটার পরিচালনা করে।

• অর্থনৈতিকভাবে কার্যকর প্রতিক্রিয়া গতিবিদ্যা সক্ষম করে
• বিকল্প কম শক্তি পাথওয়ে প্রদান করে
• পেট্রোলিয়াম ক্র্যাকিং, হাইড্রোজেনেশন এবং অ্যামোনিয়া সংশ্লেষণের মতো প্রক্রিয়াগুলির জন্য অপরিহার্য

• বিশেষ রক্ষণাবেক্ষণ এবং নিয়ন্ত্রণ দাবি করে
• ব্যয়বহুল অনুঘটক অধঃপতন ঝুঁকি
• পর্যায়ক্রমিক অনুঘটক প্রতিস্থাপন/পুনরুত্থান প্রয়োজন