Gambaran Keseluruhan Reka Bentuk Jaket Reaktor Kimia

Mereka bentuk jaket reaktor kimia melibatkan beberapa pertimbangan untuk memastikan pemindahan haba yang cekap, keselamatan dan fleksibiliti operasi. Jaket biasanya digunakan untuk mengawal suhu kandungan reaktor dengan mengedarkan medium pemanasan atau penyejukan (cth, air, wap, atau minyak terma). Di bawah ialah gambaran keseluruhan aspek utama reka bentuk jenis jaket reaktor kimia:

1. Jenis Jaket Reaktor

Terdapat beberapa jenis jaket, masing-masing mempunyai kelebihan dan aplikasinya sendiri:

a. Jaket Konvensional

• Satu cangkang luar yang mengelilingi bekas reaktor.

• Sesuai untuk keperluan pemindahan haba rendah hingga sederhana.

• Reka bentuk yang ringkas dan mudah diselenggara.

b. Jaket Lesung pipit

• Mempunyai lesung pipit atau lekukan pada permukaan jaket untuk meningkatkan pergolakan dan meningkatkan kecekapan pemindahan haba.

• Sesuai untuk aplikasi yang memerlukan kadar pemindahan haba yang lebih tinggi.

c. Jaket Gegelung Separuh Paip

• Terdiri daripada separuh paip yang dikimpal di sekeliling bejana reaktor.

• Menyediakan kecekapan pemindahan haba yang tinggi dan boleh mengendalikan tekanan tinggi.

• Biasa digunakan dalam aplikasi suhu tinggi atau tekanan tinggi.

d. Jaket Gegelung Plat

• Menggunakan plat yang dikimpal pada permukaan reaktor untuk membentuk saluran bagi bendalir pemindahan haba.

• Menawarkan pemindahan haba yang sangat baik dan padat dalam reka bentuk.

e. Jaket Gegelung Limpet

• Sama seperti gegelung separuh paip tetapi dengan permukaan rata yang dikimpal pada reaktor.

• Menyediakan pemindahan haba yang baik dan lebih mudah dibersihkan daripada reka bentuk separuh paip.

2. Pertimbangan Reka Bentuk

Apabila mereka bentuk jaket reaktor, faktor berikut mesti dipertimbangkan:

a. Keperluan Pemindahan Haba

• Tentukan kadar pemindahan haba (Q) yang diperlukan berdasarkan beban terma reaktor.

$$�=�\cdot �\cdot \mathrm{D}�$$

b. Tekanan dan Suhu Jaket

• Pastikan reka bentuk jaket boleh menahan tekanan operasi dan suhu medium pemanasan/penyejukan.

• Pilih bahan yang serasi dengan proses dan cecair jaket.

c. Pengagihan Aliran

• Reka bentuk jaket untuk memastikan aliran seragam pemanasan/penyejukan untuk mengelakkan bintik panas atau sejuk.

• Gunakan penyekat atau berbilang port masuk/luar jika perlu.

d. Pemilihan Bahan

• Pilih bahan yang tahan terhadap kakisan, hakisan dan tegasan haba.

• Bahan biasa termasuk keluli tahan karat, keluli karbon dan aloi seperti Hastelloy atau Inconel.

e. Penebat

• Penebat jaket untuk meminimumkan kehilangan haba dan meningkatkan kecekapan tenaga.

f. Penyelenggaraan dan Pembersihan

• Reka bentuk jaket untuk memudahkan pemeriksaan, pembersihan dan penyelenggaraan.

• Pertimbangkan penutup boleh tanggal atau pusat akses untuk pembersihan dalaman.

g. Keselamatan

• Sertakan ciri keselamatan seperti injap pelega tekanan, penderia suhu dan mekanisme selamat gagal.

• Pastikan pematuhan dengan piawaian industri (cth, ASME, PED).

3. Konfigurasi Jaket

Jaket boleh dikonfigurasikan dengan cara yang berbeza bergantung pada reka bentuk reaktor dan keperluan proses:

a. Jaket Penuh

• Meliputi seluruh bekas reaktor.

• Menyediakan pemanasan/penyejukan seragam.

b. Jaket Separa

• Meliputi hanya sebahagian daripada reaktor (cth, bahagian bawah atau sisi).

• Digunakan apabila perlindungan penuh tidak diperlukan.

c. Jaket Berbilang Zon

• Bahagikan jaket kepada beberapa zon dengan kawalan suhu bebas.

• Berguna untuk reaktor dengan keperluan suhu yang berbeza-beza.

4. Pemilihan Cecair Jaket

Pilihan medium pemanasan/penyejukan bergantung pada julat suhu dan keperluan proses:

• Air: Untuk suhu sederhana (sehingga 100°C).

• Stim: Untuk pemanasan suhu tinggi.

• Minyak Terma: Untuk suhu yang sangat tinggi (sehingga 300°C atau lebih).

• Air Sejuk atau Glikol: Untuk aplikasi penyejukan.

5. Pengiraan dan Simulasi

• Lakukan pengiraan terma dan hidraulik untuk mengoptimumkan reka bentuk jaket.

• Gunakan simulasi dinamik bendalir pengiraan (CFD) untuk menganalisis corak aliran dan kecekapan pemindahan haba.

6. Piawaian dan Kod

Pastikan reka bentuk jaket mematuhi piawaian yang berkaitan, seperti:

• ASME Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC).

• Pressure Equipment Directive (PED) untuk pasaran Eropah.

• Peraturan tempatan dan piawaian keselamatan.

7. Contoh Aplikasi

• Reaktor Kelompok: Selalunya gunakan jaket konvensional atau lesung pipit.

• Reaktor Berterusan: Boleh menggunakan jaket gegelung separuh paip atau plat untuk pemindahan haba yang cekap.

• Reaktor Tekanan Tinggi: Biasanya gunakan jaket gegelung separuh paip atau limpet.

Dengan mempertimbangkan faktor-faktor ini dengan teliti, jaket reaktor yang direka dengan baik boleh memastikan prestasi proses, keselamatan dan jangka hayat yang optimum.

.