Specifici processi di controllo delle emissioni
Reattore a colonna di bolle
Le colonne a bolle consentono di eseguire e controllare reazioni chimiche in fase liquida. Le colonne a bolle sono spesso utilizzate quando le reazioni in fase liquida sono piuttosto lente rispetto alla velocità di assorbimento del gas.
Rispetto ad altri contattori gas/liquido (ad esempio, colonne a spruzzo o colonne a riempimento), le colonne a bolle presentano un elevato rapporto tra volume di liquido e gas. Questo è vantaggioso quando si eseguono reazioni piuttosto lente nella fase liquida, in quanto è possibile produrre grandi volumi di reazione.
Grazie all'elevato contenuto di liquido nel sistema, la temperatura della reazione può essere controllata in modo molto efficace, il che rappresenta un vantaggio quando si devono produrre sostanze sensibili alla temperatura.
Le colonne a bolle sono anche un sistema di assorbimento ideale quando è necessario evitare zone secche nel contattore (ad esempio, quando può verificarsi la cristallizzazione), che possono causare blocchi nelle apparecchiature di trasferimento in massa convenzionali. A questo proposito, GEA ha sviluppato uno speciale diffusore di gas che non genera blocchi.
Inoltre, i reattori con colonna a bolle offrono altri vantaggi, come la semplicità di funzionamento senza parti in movimento, l'eccellente miscelazione, le elevate velocità di trasferimento di calore e massa, il basso attrito del catalizzatore e la capacità di soddisfare diversi requisiti in termini di tempo di permanenza.
Caratteristiche principali
- Nessuna necessità di componenti interni
- Maggiore contenuto di liquido nel sistema rispetto, ad esempio, a colonne a spruzzo o a riempimento
- Fase gassosa = fase di dispersione
- L'elevato livello di entalpia genera un comportamento dinamico robusto
- Possibilità di vari design di diffusore di gas
- Apparecchiatura statica, quindi con manutenzione ridotta
Principio di funzionamento
Principio di funzionamento della colonna a bolle
Le colonne a bolle sono contattori gas/liquido in cui la fase gassosa corrisponde alla fase di dispersione; ciò significa che la fase gassosa viene distribuita nel liquido sul fondo della colonna da un apposito distributore e poi si muove verso l'alto sotto forma di bolle, provocando un'intensa compenetrazione tra il gas e la fase liquida nel sistema.
In una colonna a bolle il gas viene diffuso nel liquido sotto forma di bolle senza agitazione meccanica. La configurazione di un diffusore di gas è importante in quanto determina le proprietà (ad esempio le dimensioni) delle bolle, che a loro volta influenzano i valori di accumulo del gas e altri parametri relativi alle colonne a bolle.
Le colonne a bolle possono essere utilizzate sia per l'assorbimento di gas in liquidi, sia per eseguire reazioni chimiche in fase liquida con o senza catalizzatore aggiuntivo, sia per la semplice miscelazione di due o più fasi, sia per l'eliminazione di prodotti reagenti liquidi da una fase liquida.
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