化学反应器论文(化学反应器的类型及应用)
1. 化学反应器的类型及应用
是指经过一定改造后被限制在一定的空间内，能模拟体内酶的作用方式，并可反复连续地进行有效催化反应的酶。固定化酶又称固相酶。在理论研究上，固定化酶可以作为探讨酶在体内作用的模型;在实际使用中,可使生产工艺自动化和连续化，提高酶的使用效率。
制备方法 固定化技术是通过化学或物理等手段将酶分子束缚起来供重复使用的技术。大致可分为载体结合法、交联法和包埋法等。
载体结合法 将酶结合到非水溶性的载体上。一般来讲,载体的亲水性基团越多，表面积越大，单位载体结合的酶量也越大。最常用的是共价结合法，此外还有离子结合法、物理吸附法。
① 共价结合法 是将酶蛋白分子上官能团和载体上的反应基团通过化学价键形成不可逆的连接的方法。在温和的条件下能偶联的酶蛋白基团包括有氨基、羧基、半胱氨酸的巯基、组氨酸的咪唑基、酪氨酸的酚基、丝氨酸和苏氨酸的羟基等。常用的载体包括天然高分子（纤维素、琼脂糖、葡萄糖凝胶、胶原及其衍生物），合成高分子(聚酰胺、聚丙烯酰胺、乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物等)和无机支持物（多孔玻璃、金属氧化物等）。共价结合法制备的固定化酶,酶和载体的连接键结合牢固,使用寿命长，但制备过程中酶直接参与化学反应，常常引起酶蛋白质的结构发生变化，导致酶活力的下降，往往需要严格控制操作条件才能获得活力较高的固定化酶。
② 离子结合法 通过离子效应将酶固定到具有离子交换基团的非水溶性载体上的一种方法。能引起离子结合的载体,除具有离子交换基团的多糖类外,象离子交换树脂（见离子交换剂）那样的合成高分子衍生物也可用作载体。离子结合法与共价结合法比较,操作简便,处理条件温和，可以得到较多高活性的固定化酶。但载体和酶的结合力不够牢固，易受缓冲液种类和pH的影响。
③ 物理吸附法 将酶吸附到不溶于水的载体上而使酶固定化的方法。常使用的载体有活性炭、氧化铝、高岭土、硅胶、多孔玻璃、羟基磷灰石等。物理吸附法操作简便、费用较省,可供选择的载体类型多,有的可以再生。但酶与载体的相互作用较弱，被吸附的酶容易从载体上脱落，酶的非专一性吸附会引起酶的部分或全部失去。
交联法 利用双官能团或多官能团试剂与酶之间发生分子交联来把酶固定化的方法。常用的试剂有戊二醛、亚乙基二异氰酸酯、双重氮联苯胺和乙烯- 马来酸酐共聚物等。参与此反应的酶蛋白中的官能团有N末端的 α- 氨基、赖氨酸的 ε-氨基、酪氨酸的酚基和半胱氨酸的巯基等。交联法反应比较激烈，固定化酶的活力，在多数情况下都较脆弱。
包埋法 将酶包裹于凝胶网格或聚合物的半透膜微中,使酶固定化。所用的凝胶有琼脂、海藻酸盐以及聚丙烯酰胺凝胶等；用于制备微囊的材料有聚酰胺、聚脲、聚酯等。将酶包埋在聚合物内是一种反应条件温和，很少改变酶蛋白结构的固定化方法，此法对大多数酶、粗酶制剂、甚至完整的微生物细胞都适用。但此法较适合于小分子底物和产物的反应，因为在凝胶网格和微囊中存在有分子扩散效应。加大凝胶网格，有利于分子扩散，但使凝胶的机械强度降低。
应用 酶经过固定化后，比较能耐受温度及pH值的变化，可制成机械性能好的颗粒装成酶柱用于连续生产（或在反应器中进行批式搅拌反应），也可以制成酶膜、酶管等多种形式的酶反应器。随着固定化酶技术的发展，许多工业生物反应过程已相继问世。固定化酶作为现代生物技术的一个新的领域，发展很快。目前在工业上应用的数量并不多，这是因为在多数情况下酶的价格昂贵，一般酶活力的回收率不高，辅酶的再生较困难。所以，固定化酶作为生物催化剂主要用于生产精细的特殊化学品、药品，在食品工业中由于生物催化剂较化学催化剂安全，也将得到广泛使用。同时，固定化酶用于各种疾病的诊断、治疗及人工脏器；用作化学分析的酶电极；固定化酶用作燃料电池；固定化酶用作亲和层析手段，分离和提纯酶的底物、辅酶、抑制剂及抗体等，显示出广阔的前景。
此外，固定化细胞是在固定化酶基础上发展起来的，它不但省去了酶的提取工艺，而且使许多生化物质的生产，特别是需要多酶的发酵法生产改变成菌体中复合酶系的连续化反应。如果被固定的微生物细胞是仍处于生存状态的活细胞，则供给一定营养后，细胞将继续生长繁殖。这种固定化微生物活细胞技术的发展，是工业发酵的新方向。
2. 化学反应器的三种操作方式
化学反应器化学反应器化学反应器化学反应器 摘要: 反应器的应用始于古代，制造陶器的窑炉就是一种原始的反应器。近代工业中的反应器形式多样,例如:冶金工业中的高炉和转炉；生物工程中的发酵罐以及各种燃烧器，都是不同形式的反应器。
化学反应器 用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。器内常设有搅拌（机械搅拌、气流搅拌等）装置。在高径比较大时，可用多层搅拌桨叶。
在反应过程中物料需加热或冷却时，可在反应器壁处设置夹套，或在器内设置换热面，也可通过外循环进行换热。
3. 化学反应器定义
汽车三元催化器是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置，它可将汽车尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。由于这种催化器可同时将废气中的三种主要有害物质转化为无害物质，故称三元。作用：当当高温的汽车尾气通过净化装置时，三元催化器中的净化剂将增强CO、HC和NOx三种气体的活性，促使其进行一定的氧化-还原化学反应，其中CO在高温下氧化成为五色、无毒的二氧化碳气体;HC化合物在高温下氧化成水(H20)和二氧化碳;NOx还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化。三元催化反应器类似消声器。它的外面用双层不锈薄钢板制成筒形。在双层薄板夹层中装有绝热材料----石棉纤维毡。内部在网状隔板中间装有净化剂。 净化剂由载体和催化剂组成。载体一般由三氧化二铝制成，其形状有球形、多棱体形和网状隔板等。净化剂实际上是起催化作用的，也称为催化剂。催化剂用的是金属铂、铑、钯。将其中一种喷涂在载体上，就构成了净化剂。三元催化一般不用清洗，如果三元催化氧化厉害了就直接更换。因为，三元催化的工作温度在350度左右，所以最好没有液态水残留，所以清洗并不好。三元清洗剂可以同时清洗发动机进气系统、燃烧系统、排气系统。强力、快速、高效的清除进气道、燃烧室胶质积碳和氧传感器、三元催化器附着的化学络合物。清洗下来的胶质积碳和化学络合物将充分氧化燃烧成气体排出。达到治理尾气、使CO、HC、NOx大幅降低的目的。经清洗后，汽车尾气CO、HC、NO明显降低，特别是NO大幅下降;改善燃油雾化性能，提高燃烧效率，降低油耗，节约燃油5-20%;提高低温冷启动能力，降低噪音;提高动力性能，延长发动机及三元催化器的使用寿命，使车辆得到正常养护。每2-3万公里或者1年进行1次三元催化器免拆清洗。工作原理：三元催化器的工作原理是：当高温的汽车尾气通过净化装置时，三元催化器中的净化剂将增强CO、HC和NOx三种气体的活性，促使其进行一定的氧化-还原化学反应，其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体；HC化合物在高温下氧化成水(H20)和二氧化碳；NOx还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化。
4. 化学反应器的分类及应用
指列管式反应器在管内进行化学反应的反应器。利用载热体通过管壁移走或供给热量，结构似管壳式热交换器，管内均匀装填催化剂，/管间通载热体。为增强传热效果、不断供给或带走反应热，载热体必须循环。根据不同的载热体采用不同的循环方式，如内部循环式和外部循环式等。
5. 化学反应器的作用是什么
生物反应器、仿生都是模拟生物的功能或者结构。生物反应器主要是模拟其化学功能，仿生则多模拟生物结构和功能原理。
生物反应器：生物反应器是利用生物体所具有的生物功能，在体外或体内通过生化反应或生物自身的代谢获得目标产物的装置系统、细胞、组织器官等等。
生物反应器是利用酶或生物体（如微生物）所具有的生物功能，在体外进行生化反应的装置系统，它是一种生物功能模拟机，如发酵罐、固定化酶或固定化细胞反应器等。在酒类、医药生产、有机污染物降解方面有重要应用。
生物反应器是利用酶或生物体（如微生物）所具有的生物功能，在体外进行生化反应的装置系统，是一种生物功能模拟机，如发酵罐、固定化酶或固定化细胞反应器等。
生物具有的功能迄今比任何人工制造的机械都优越得多，仿生学就是要在工程上实现并有效地应用生物功能的一门学科。例如关于信息接受、信息传递、自动控制系统等，这种生物体的结构与功能在机械设计方面给了很大启发。可举出的仿生学例子，如将海豚的体形或皮肤结构应用到潜艇设计原理上。仿生学也被认为是与控制论有密切关系的一门学科，而控制论主要是将生命现象和机械原理加以比较，进行研究和解释的一门学科。
仿生学是研究生物系统的结构和性质以为工程技术提供新的设计思想及工作原理的科学。属于生物科学与技术科学之间的边缘学科。它涉及生物学、生物物理学、生物化学、物理学、控制论、工程学等学科领域。仿生技术通过对各种生物系统所具有的功能原理和作用机理作为生物模型进行研究，最后实现新的技术设计并制造出更好的新型仪器、机械等。
6. 化学反应器的基本操作方式有哪些
一个合格工艺员的要求
1 物料、能量平衡
掌握工艺过程的物料、能量平衡设计分析方法及对系统和单元设备计算技能。
1.1 工业过程和化工过程的物料、能量(包括损耗)分析，化学反应式。1.2 过程计算和物料平衡、能量平衡，过程质量守恒和能量守恒定律。热力学过程!掌握热力学过程设计分析方法，以及对系统和单元设备计算技能。物质的物理和化学性质：物质的物理性质的估算和换算，理想气体和混合气体，
溶液性质。
2.2 热力学第一定律和能量：工业应用的基本设计知识和计算技能，包括相平衡、相固、潜热、PVT数据和关系、化学热平衡、反应热、燃烧热、热力学过程、热能综合利用、蒸汽和冷凝水平衡。2.3 热力学第二定律和熵：工业应用的基本设计知识和计算技能。2.4 动力循环：制冷和热泵。
流体流动过程
掌握主要类别流动过程的设计分析方法，工业应用及对系统和单元设备计算技能。
3.1 伯努利方程应用，如管道水力计算、通过床层的流体流动、两相流等。3.2 流体输送机械工艺参数的计算。3.3 气流输送。3.4 气、液、固分离的一般过程。
4 传热过程
掌握传热过程设计分析方法，工业应用及对系统和单元设备工艺计算技能。4.1 能量守恒理论知识和在工业实际问题中的应用。4.2 传导、对流、辐射热传递过程的分析、计算。4.3 热交换器的工艺设计。
5 传质过程
掌握传质过程设计分析方法，工业应用及对系统和单元设备计算技能。 5.1 质量平衡理论知识和在工业应用中的计算技能。5.2 对吸收、解吸、吸附、蒸馏、干燥、萃取、蒸发、结晶、增湿和除湿等过程的分析和计算。
6 化学反应动力学
掌握工业实现化学反应过程的设计分析，工业应用及对系统和单元设备计算技能。6.1 化学反应动力学基本原理及工业应用。6.2 化学反应器类型比较和选择。6.3 化学反应器的工艺计算及分析：依据速率模型和／或产品分布(停留时间分配和相应转化率)来设计工业反应器，理想等温反应器(单级和多级间歇式反应器、活塞流反应器和连续搅拌罐式反应器)及单一绝热和非等温的单相反应器分析。6.4 反应器的工艺控制。
7 化工工艺设计.
掌握化工装置工艺设计方法和技能。7.1 工艺方案优化设计。7.2 工艺流程图。7.3 设计压力和设计温度的确定。7.4 能耗计算。7.5 设备(容器、热交换器、塔器、泵、风机、压缩机等)工艺参数的确定；了解特殊制造要求、材料性质及防腐蚀要求。7.6 过程控制(检测、分析、指示和控制)方案的确定。7.7 熟悉工艺装置中的消防、劳动安全卫生、环境保护法规和应用。
8 化工工艺系统设计
掌握化工装置工艺系统设计方法和技能。8.1 装置内工艺和公用工程管道及仪表流程图(PID、UID)。8.2 系统阻力降分析，管道中可压缩流体和不可压缩流体的阻力计算，管道、阀门的噪声控制，设备的接管要求，机泵压差要求。8.3 阀门和安全阀、爆破片、限流孔板、阻火器、疏水器等的设置原则及有关数据表；管道数据表。8.4 设备标高和泵的净正吸入压头(NPSH)。8.5 熟悉工厂的设备布置设计要求。8.6 熟悉工厂的管道布置要求，熟悉设备、管道的绝热和涂漆要求。8.7 通用安全分析方法，熟悉HAZOP(危险与可操作)分析和故障树形图分析、列表法。
9 工程经济分析
熟悉在工程项目中运用工程经济分析方法的基本内容。9.1 工程造价基本知识，技术经济分析的有关数据及经济效果的评价方法，设计方案评价的要求和准则。9.2 了解成本和各类费用构成9.3 了解工程建设投资构成和估算方法。
化工工程项目管理
熟悉工程项目管理，熟悉我国有关基本建设法律法规。
10.1 工程项目管理概念和基本知识。
10.2 工程招标形式和程序，工程承包合同管理，工程成本和资源控制，工程索赔。 10.3 工厂设计知识(内容、程序和阶段)，我国有关基本建设法律法规。
10.4 化工专业在工程项目实施各阶段(咨询、项目前期工作、报价、设计、采购、施工、试车等)的职责、文件内容和表达深度，
7. 化学反应器的类型及应用有哪些
动物与人类生活的关系：
（1）动物与生物反应器
①概念：科学家利用生物做“生产车间”，生产人类所需要的某些物质，这就是“生物反应器”。生物反应器可用于生产激素、单克隆抗体、营养蛋白、酶、疫苗、各种生长因子及其他一些药物等。
②乳房生物反应器：目前，最理想的一种生物反应器是“乳房生物反应器”，即人类通过对某种动物(如牛、羊)的遗传基因进行改造，使这些动物的乳房可以产生和分泌人们所需要的某些物质。 ③优点：利用生物反应器来生产人类所需要的某些物质，可以节省建设厂房和购买仪器设备的费用，可以减少复杂的生产程序和环境污染。
（2）动物与仿生
仿生学是模仿生物的某些外形或结构而制造出新仪器、新设备的科学。仿生学是与数学、物理、化学等自然科学密切相关的边缘科学，仿生学的发展与对生物结构和器官的认识水平的深度息息相关，所以随着各门科学的发展．仿生学也有了突飞猛进的发展。
仿生学应用实例：①长颈鹿与抗荷服；②蝙蝠回声定位与雷达；③乌龟的龟壳与薄壳建筑；④飞鸟与飞机；⑤海豚与潜水艇；⑥变色龙与迷彩服；⑦萤火虫与目光灯。
8. 化学反应器的类型及应用实验报告
化学装置应该根据实验需求和预算来选择。化学装置的选择应该考虑到实验需求和预算。不同的化学实验会需要不同的装置，例如需要控制温度、压力或流动速率等，因此根据实验需求来选择化学装置非常重要。另外，预算也是一个很关键的因素，因为不同的化学装置价格差异很大，需要根据预算来进行选择。在选择化学装置时，还需要考虑到装置的精度、可靠性和安全性等因素。另外，也需要考虑到维修和保养等方面的问题。因此，在选择化学装置时，需要进行全面的考虑和评估，以确保选择的装置能够满足实验需求，同时也要考虑到成本和安全等方面的问题。
9. 常见的化学反应器有哪几种形式?
答：按压力容器在生产工艺过程中的作用原理，分为反应压力容器、换热压力容器、分离压 力容器、储存压力容器。具体划分如下： 反应压力容器（代号 R）：主要是用于完成介质的物理、化学反应的压力容器，如反应器、 反应釜、分解锅、硫化罐、分解塔、聚合釜、高压釜、超高压釜、合成塔、变换炉、蒸煮锅、 蒸球、蒸压釜、煤气发生炉等； 换热压力容器（代号 E）：主要是用于完成介质的热量交换的压力容器，如管壳式余热锅 炉、热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器、加热器、消毒锅、染色器、烘缸、蒸炒锅、预热 锅、溶剂预热器、蒸锅、蒸脱机、电热蒸汽发生器、煤气发生炉水夹套等； 分离压力容器（代号 S）：主要是用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离的压 力容器，如分离器、过滤器、集油器、缓冲器、洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、 分汽缸、除氧器等； 储存压力容器（代号 C，其中球罐代号 B）：主要是用于储存、盛装气体、液体、液化气 体等介质的压力容器，如各种型式的储罐。
10. 化学反应器的特点
氢气发生器对于操作气体分析仪来说是一个理想的选择。例如用于火焰的工具的可燃气体，氢气发生器所有类型的载气的应用，如GC和GC- MS(质谱)，或在等离子体室和其他隔离的环境中作为一个纯净氢气的来源。
氢气发生器的用处可替代高压钢瓶，使实验室仪器化，氢气发生器具有体积小、重量轻、低压产气、安全牢靠、产氢纯度高、所需氢气流量自动跟踪等特色，是理想化实验室用氢气供给源。
氢气发生器设有防过液设备，防过液体系，杜绝了因误操作而引起的返液现象，保证了仪器的安全运转，使仪器愈加稳定、牢靠、安全、操作更便利。氢气发生器工作原理是以氢氧化钾溶液作电解液，经过电解而获得氢气。氢氧化钾是强电解质，在水溶液中能悉数离解成带正电荷的钾离子和带负电荷的氢氧根离子，并与水构成合离子。因为溶液中有大量的离子存在，当直流电作用下，溶液中正负离子分别向两极移动，在电解池内阴极产生氢气，阳极产生氧气，氢气经过阴极出口进入气水别离器、冷凝别离后，经防过液设备再进入到过滤器中，经吸附净化从出气口*地输出。而氧气则从电解池储液筒排氧口自然放掉。
氢气发生器用处广泛，完全可以满足国内外任何厂家、任何型号的气相色谱仪配套运用。可于石油、化工、化肥、电力、烟草、药检、制酒、水质检测、环保监测、疾控中心、大专院校及科研院所等部分。
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