Реакторы идеального вытеснения
Кафедра основ Химической Технологии
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по теме
«Реакторы идеального вытеснения»
Вариант № 14
реактор газовый поток
вытеснение
В Р.И.В. Проводят окисление SO2.
Объем реакционной зоны 150 м2. Объемный расход смеси 50000 м3/г.
Состав исходной смеси SO2 - 0,1; O2 - 0,11; SO3 - 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:
; ; ;
Введение
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:
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 ٱOٱ конечное значение
аргумента ٱTAUkٱ!
идент-р.
произв. ٱFٱ
начальных значений функции ٱОٱ !
Результаты
расчетов:
Tо
|
Y
|
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
|
875
|
1177,820
|
900
|
1117,850
|
925
|
1046,690
|
Графические
зависимости
График зависимости производительности реактора от температуры газового
потока на входе в реактор.
Заключение
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.