Кафедра основ Химической Технологии
по теме
«Реакторы идеального вытеснения»
Вариант № 14
реактор газовый поток вытеснение
В Р.И.В. Проводят окисление SO
2
. Объем реакционной зоны 150 м2
. Объемный расход смеси 50000 м3/г
. Состав исходной смеси SO
2 – 0,1
; O
2 – 0,11
; SO
3 – 0,01
; остальное – азот. Давление в реакторе Р=1,5 атм
.
Определить значение температуры газового потока на входе в реакторе, обеспечивающее максимальную производительность реактора.
SO2 + ½ O2 = SO3
 ;  ; 
 ; 
Теплоемкости: 
 ;  ;  ; 
Степень перемешивания реагирующих масс в реакторах непосредственно влияет на режим их работы. При идеальном вытеснении температура изменяется по высоте реакционного объема и в результате меняется константа скорости реакции и, соответственно, скорость процесса.
В Р.И.В. все частицы движутся в заданном направлении, не перемешиваясь с движущимися впереди и сзади, и полностью вытесняя подобно поршню находящиеся впереди частицы потока. Временно характеристикой Р.И.В. служит уравнение:
А также:
Если рассматривать процесс, протекающий в элементарном объеме реактора за время, то приход реагента в этот объем может быть представлен как:
Убыль (расход):
Количество исходного реагента, расходуемого на химическую реакцию:
Уравнение материального баланса всего реактора:
 (*)
Уравнение (*) представляет собой характеристическое уравнение Р.И.В. Оно позволяет, если известна кинетика процесса, определить время пребывания реагентов, а затем и размеры реактора при заданных расходе реагентов и степени превращения или производительности реактора или при заданных размерах реактора и степени превращения.
Модель вытеснения можно применять для технических расчетов при проектировании жидкофазных трубчатых реакторов и для расчета камерных печей.
Программа для расчета, составляется в приложении REAC
-процедура решения дифференциального уравнения  , параметры процедуры:
искомая функция ٱXٱ по аргументу ٱTAUٱ !
начальное значение аргумента ٱOٱконечное значение аргумента ٱTAUkٱ!
идент-р. произв. ٱFٱначальных значений функции ٱОٱ !
Результаты расчетов:
| Tо |
Y |
| 600 |
899,129 |
| 625 |
984,872 |
| 650 |
1069,380 |
| 675 |
1141,420 |
| 700 |
1199,770 |
| 725 |
1242,670 |
| 750 |
1270,040 |
| 775 |
1281,800 |
| 800 |
1277,890 |
| 825 |
1258,640 |
| 850 |
1225,190 |
| 875 |
1177,820 |
| 900 |
1117,850 |
| 925 |
1046,690 |
Графические зависимости
График зависимости производительности реактора от температуры газового потока на входе в реактор.
При увеличении температуры газового потока на входе в реактор производительность реактора возрастает практически прямолинейно. Но при достижении температуры, равной 775 (град.) производительность реактора достигает максимального значения и составляет 1281,8 м3/г, после чего с ростом температуры производительность падает.
Таким образом, в этой работе мы теоретически определили при какой температуре производительность реактора будет максимальной.
|