Sistemes de Refrigeració en Reactors Químics

Sistemes d'Intercanvi de Calor en Reactors Químics

Serpentí Intern: Aplicacions i Desavantatges

El refredament mitjançant serpentins interns és una de les maneres d'intercanviar calor, utilitzat principalment en reactors per a reaccions de gran exotermicitat.

Desavantatges del Serpentí Intern

• Reducció de volum: Ocupen espai físic dins del reactor.
• Neteja complexa: No són convenients per a processos de reacció variats, ja que la neteja consumeix temps, reduint la productivitat.
• Adhesió de productes: No són recomanables per a processos amb productes espessos o sòlids, ja que l'adhesió als tubs allarga els processos de neteja.

Habitualment s'usen serpentins en forma d'helicoide o enrotllats verticalment. Els tubs poden entrar per la tapa del reactor, pel fons o per alguna boca lateral.

Camisa (Jacket): Intercanvi per Doble Fons

La camisa és un espai buit entre la paret del reactor i una funda exterior (doble fons). Aquest espai és ocupat pel fluid refrigerant en circulació, convertint la superfície del reactor en la superfície d'intercanvi de calor.

Els fluids utilitzats per escalfar o refredar poden ser líquids o gasos. La circulació depèn del tipus de fluid:

Circulació de Fluids a la Camisa

• Líquids: Cal fer-los entrar per la part més baixa i circular cap a la part més alta. Això evita la formació de bosses d'aire que redueixen la superfície d'intercanvi.
• Vapor d'aigua (Escalfament): El vapor entra per la part superior. L'aigua condensada s'extreu ràpidament pel fons per assegurar que tota la superfície del reactor sigui superfície de condensació i, per tant, útil per a l'intercanvi de calor.

Mitja Canya (Half-Pipe Coil): Disseny i Flux

Aquest sistema consisteix en el recobriment de la superfície externa del cos cilíndric del reactor mitjançant un serpentí format per mig tub enrotllat i soldat. La mitja canya té una secció de mitja lluna, per l'interior de la qual circula el fluid refrigerant.

Gestió del Fluid Refrigerant

• Líquids: La circulació ha de ser sempre de la part més baixa a la més alta per prevenir bosses d'aire que redueixin l'eficàcia de l'intercanvi de calor.
• Vapor d'aigua: El vapor entra per la part superior de la mitja canya. L'aigua condensada s'extreu ràpidament pel fons per garantir que tota la superfície sigui útil per a la condensació i l'intercanvi.