Explique o significado dos termos:
reator de leito fixo
reator de leito fixo
Passo 1
O enunciado pede para definir o que é um reator de leito fixo, um equipamento muito usado em Engenharia Química dentro do tema de engenharia de reatores heterogêneos. Para explicar, vamos precisar falar da estrutura física, do modo de operação e dos pontos fortes e fracos desse tipo de reator.
Passo 2
Fisicamente, um reator de leito fixo consiste num vaso tubular ou cilíndrico preenchido com partículas sólidas empacotadas—geralmente um catalisador granular ou em forma de anel—que formam um “leito” estático. Esse leito não se movimenta nem se agita durante a reação; as partículas ficam imobilizadas por meio de telas, grades ou válvulas de fechamento nas extremidades.
Passo 3
Na operação, o fluido reacional (gás ou líquido) entra por uma das extremidades do tubo, atravessa o leito em fluxo mais ou menos plug‐flow e sai pela outra extremidade. À medida que passa pelo leito, o fluido encontra as superfícies do catalisador, onde ocorre a reação química. Em regime ideal, supõe‐se que o fluido tem perfil de velocidade uniforme (plug‐flow) e que não há mistura axial significativa.
Passo 4
Do ponto de vista de transferência de massa e calor, um leito fixo apresenta gradientes ao longo do comprimento: a conversão varia conforme o reactante é consumido, e pode haver acúmulo ou liberação de calor na zona de reação. Por isso, é comum instalar trocadores de calor ou jacket externo para controlar a temperatura do leito, evitando pontos quentes (hot spots) que degradam o catalisador.
Passo 5
As principais vantagens do reator de leito fixo são simplicidade construtiva, facilidade de operação contínua e bom contato fluido–sólido. Entre as limitações estão queda de pressão ao longo do leito, dificuldade de substituir o catalisador sem interromper o processo e acúmulo de resíduos que podem entupir o leito.
Resposta
Um reator de leito fixo é um tipo de reator heterogêneo em que o catalisador sólido fica empacotado e imóvel dentro de um tubo ou vaso, enquanto o fluido reacional atravessa esse leito em fluxo contínuo, promovendo a reação na superfície do catalisador.