反応器の型式と特性表

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反応器のタイプと特性表
タイプ　適用する反応　長所・短所

撹拌槽　液相、液–液相、液–固相
適用範囲が広く、操作の柔軟性に優れ、温度や濃度の制御が容易で、製品の品質が均一になる。

管式　気相、液相
混合が少なく、反応器の容積が小さい。比熱伝達面積が大きい。

空塔または撹拌塔　液相、液–液相
構造がシンプル。混合の程度は高さ/直径比や撹拌によって変わり、軸方向の温度差が大きい。

泡塔または遮板付き泡塔　気–液相、気–液–固相
気相の混合は少ないが、液相の混合は多い。温度の調節は比較的容易だが、ガス圧力の低下が大きく、流速に制限がある。

充填塔　液相、気–液相
構造がシンプルで、混合が少なく、圧力損失も小さい。ただし、充填材の取り扱いが面倒であり、温度差が生じる。

板式塔　気–液相
逆流接触方式で、気液の混合が少ない。流速に制限があり、熱伝達が必要な場合は別途熱伝達面を設ける必要がある。

スプレータワー　気–液相　迅速な反応が可能
構造がシンプルで、液体の表面積が大きい。滞留時間は塔の高さによって決まり、気流速度にも制限がある。

固定床　気–固相
混合が少なく、触媒の使用量が少ない。摩耗しにくいが、取り扱いが面倒であり、熱伝達や温度制御が難しい。

流動層　気–固相、特に触媒がすぐに不活性化する反応に適している
熱伝達が良好で、温度が均一になりやすく、制御も容易。触媒の有効係数が高いが、摩耗が激しく、混合が多くなるため、転換率に悪影響を与える。操作条件の制約も多い。

移動床　上記と同じ
固体の混合が少なく、固気比を自由に変えられる。しかし、層内の温度差が大きく、調整が困難。

滴下床　気–液–固相
触媒の流出が少なく、分離が容易。気液の分布は均一でなくてもよく、温度の調節が難しい。

蓄熱床　気相、固体を熱媒体として使用
構造がシンプルで、調整範囲が広い。しかし、頻繁に切り替えが必要で、温度の変動が大きく、収率が低い。

ノズル式　気相、高速で反応する液相
熱伝達や物質移動が速く、流体の混合が良好。反応物の急冷も容易