Intensifierade reaktorer används i en mängd olika kemiska processer. En sådan reaktor är reaktorn med roterande packad bädd (RPB) som använder höga centrifugalkrafter för att påskynda kemiska reaktioner mellan beståndsdelar. Dock, RPB-reaktorn har ett antal problem som påverkar dess effektivitet. Med detta i åtanke, för denna Ph.D. forskning, Jasper Hacking designade en ny reaktor som kallas roterande vätskefördelare. Nyckeln till den nya reaktorn är införandet av vätskefyllda ringar i packningen, som hjälper till att lösa flera problem i samband med traditionella RPB-reaktorer. Hacking försvarade sin avhandling den 7 oktober.

Reaktorn med roterande packad bädd (RPB) är ett utmärkt exempel på en reaktor som kan förbättra effektiviteten, utgifter och hållbarhet för kemiska processer. En central fråga dock med den cirkulära designen av RPB-reaktorn är att den inte fördelar flytande kemikalier (som beror på processen) jämnt i reaktorn. Detta kan leda till torra fläckar, vilket kan påverka effektiviteten av de kemiska reaktionerna i reaktorn negativt.

En annan fråga hänför sig till sprutningen av de flytande kemikalierna på den packade bädden med hjälp av ett munstycke. Det har visat sig att mellan 70 % och 80 % av massöverföringen sker under sprutning, och inte i förpackningen som skulle vara att föredra.

Ny förbättrad design

I en ny reaktordesign, Ph.D. forskaren Jasper Hacking åtgärdade dessa problem genom att se till att vätskeströmmarna som kommer in i reaktorn faller först på packningen, och därifrån omfördelas sedan genom reaktorn. Detta leder till en förbättring av effektiviteten. Dessutom, frånvaron av en munstycksdesign för att spruta packningen innebär att rotorerna kan staplas i reaktorn, vilket i sin tur möjliggör en större intensifiering av processen och hjälper processen att fortskrida mer effektivt.

I en traditionell RPB-reaktor finns det inte många alternativ för att justera packningen. Varje packning är designad för en speciell kemisk process och fäst vid rotorn. Tyvärr, det betyder att du behöver en annan packning för alla nya reaktorer. För sin reaktorkonstruktion, Hacking inkluderade en sorts korg som kan innehålla olika typer av förpackningar. Som ett resultat, detta gör det lättare att byta förpackning för användning med en ny kemisk process.

Värmeöverföring

Till sist, värmeväxlingsförmågan hos RPB-reaktorn begränsas av oförmågan för värme att röra sig inuti packningen. En sådan nackdel är skadlig för reaktorn eftersom de centrala reaktionerna äger rum i packningen och effektiv energiöverföring är viktig för dessa reaktioner.

Hackings roterande vätskefördelare har förmågan att överföra värme i packningen tack vare kombinationen av ringar inuti packningen och tillägget av en extern värmeväxlare.

Resultaten som presenteras i Hackings avhandling visar att denna nya proof-of-principle-reaktor erbjuder ett bra och effektivt alternativ till den traditionella RPB-reaktorn. Dock, innan reaktorn kunde användas i befintliga processer, ytterligare åtgärder måste vidtas med avseende på utformningen. Till exempel, det skulle vara fördelaktigt om reaktorn kunde tillåta en högre genomströmning av vätska och en bättre omfördelning av vätskan i reaktorn. Detta skulle kunna uppnås genom att öka reaktorns radie.