П. Г. Демидова Кафедра органической и биологической химии Р. С. Бегунов А. Н. Валяева Химические реакторы в промышленности Методические указания

Смешение потоков, казалось бы, более простая задача. Но 
два потока, направленные в одну трубу, перемешаются при тур-
булентном течении на расстоянии 12, а то и 20 калибров (диа-
метров) трубы. Это, во-первых, связано с большими затратами. 
Представьте себе, что между слоями катализатора реактора 
окисления SO
2
реакционная смесь охлаждается вводом холодного 
газа. Диаметр реактора 12 м. Можно оценить, что для смешения 
потоков потребуется расстояние более 150 м. Во-вторых, смеши-
ваемые вещества могут образовывать взрывоопасную смесь 
(аммиак с воздухом в производстве азотной кислоты, углеводо-
роды с воздухом во многих процессах органического синтеза). В 
каких-то частях потока до полного перемешивания могут локаль-
но образовываться взрывоопасные концентрации, что, естест-
венно, недопустимо. В-третьих, до полного смешения потоков 
локально могут создаваться условия для нежелательных реакций. 
Например, при смешении горячего пара с углеводородами в 
процессах их дегидрирования локальные перегревы, пока вещест-
ва не перемешаются и температура потока не выровняется, 
приведут к крекингу углеводородов. 
Ускорить смешение потоков (примеры приведены на рис. 4) 
возможно профилированием газохода в месте ввода потока (тру-
ба Вентури – рис. 4 а), инжекцией одного скоростного потока в 

---

13 
другой (рис. 4 б), установкой специальных устройств для энер-
гичного, например в вихревом потоке, перемешивания (рис. 4 в, 
г), подачей встречных потоков (рис. 4 д). Хорошие результаты да-
ют так называемые статические смесители (рис. 4 е). В последнем 
примере в трубе установлены в ряд винтообразные вставки. 
 
Рис. 4. Смесители потоков в химических реакторах 
Каждая из них закручивает поток в разные стороны пооче-
редно. Даже несмешивающиеся фазы в таком устройстве не рас-
слаиваются. Подача реакционной смеси в реактор с мешалкой не 
гарантирует отсутствия локальных концентрационных неодно-
родностей. Разбрызгивание жидкости через форсунку (рис. 4 ж) 
создает распределенный многоточечный ввод реагента и интен-
сивное его перемешивание с основной массой в аппарате.