Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Модель реактора полного смешения





(РПС)

Реактор, рассчитанный по модели реактора полного смешения, имеет сопоставимые геометрические параметры и изображается в виде емкости с мешалкой. Для перемешивания газов используют циркуляционную схему (кипящий слой, пенный слой и т.д.).

Значение всех параметров в любой точке реактора полного смешения одинаковы. Аналогично и для температуры: РПС изотермичен. Изменение значения параметров от начального до конечного состояния происходит за нулевой промежуток времени.

В зависимости от длины реактора (реактор имеет сопоставимые параметры) степень превращения будет меняться по линии, параллельной оси абсцисс.

- - - - отклонение (некое подобие реального реактора, которое учитывает перемешивание слоев и т.д.)

Для предварительных рассуждений участок реактора выравнивания Х не учитываем.

Реактор полного смешения можно рассмотреть как один элементарный объем, но большой.

Материальный баланс по ключевому компоненту А в элементарном объёме за элементарный промежуток времени.

1) Конвективная составляющая (принудительное перемешивание реагента). Используется насос, газодувка и т.д.

2) Диффузионная составляющая (процесс перемешивания под действием разности концентраций).

3) Химическая реакция.

 

Пренебрегаем изменением концентрации компонента, т.е. диффузионная составляющая равна 0.

а) если конвективная составляющая > химическая реакция, то накопление компонента > 0 (запуск реактора).

б) если конвективная составляющая < химической реакции, то накопление компонента < 0 (остановка реактора).

в) если конвективная составляющая = химической реакции, то накопление компонента = 0 (стационарный режим работы реактора).

Рассмотрим случай стационарного режима.

Ι. РИВ

dXA – изменение степени превращения компонента А в границе элементарного объема.

NNS – число молей компонента А, которое подошло к границе элементарного объема.

()

Преобразовав это выражение, получаем:

.

Это уравнение позволяет моделировать реактор.

Из этого уравнения следует, что увеличение производной пропорционально скорости химической реакции.

Для того чтобы в одном и том же объеме получить большую степень превращения нужно увеличить скорость.

Пересчитаем начальный мольный поток в объемный поток NNS→VNS:

· Если скорость выражена в , то нужно умножать на 22,4∙10-3.

· Если скорость выражена в , то нужно умножать на 22,4.

1) В границах элементарного объема можно пренебречь изменением объема реакционной смеси.

2) За счет использования в кинетическом уравнении мольных долей компонентов с учетом коэффициентов изменения объема можно при составлении материального баланса использовать величину начального объемного потока.

Если проинтегрировать уравнение материального баланса РИВ, то получим:

.

Это уравнение позволяет решать задачу проектирования реактора.

ΙI. РПС

Это уравнение позволяет решать задачу моделирования.

Это уравнение позволяет решать задачу проектирования.

Лекция №8

Рассмотрим модельную реакцию.

aA + bB = cC + dD, при условии, что температура, давление, начальные мольные доли компонентов и расход смеси постоянны.

Рассмотрим реактор полного смешения, работающий в изотермическом режиме.

Vp=(VNS*ZNA/22.4*10-3)/(XКА/U)

Допустим, что объём реактора может меняться от нуля до бесконечно большой величины.

На первом этапе определим, каковы будут показатели интенсивности реактора при объёме реактора, равном нулю и объёме реактора, стремящемся к бесконечности.

При объёме реактора, равном нулю, скорость будет иметь некоторое значение, отличное от нуля, степень превращения будет равна нулю, производительность по продукту равна нулю, мольная доля продукт численно равна начальной мольной доле.

При объёме реактора, стремящемуся к бесконечности, процесс будет приближаться к состоянию равновесия. Скорость близка к нулю, но нуля не достигает. Степень превращения будет стремиться к равновесному значению. Производительность по компоненту С будет стремиться к некоторому предельному значению, которое определяется расходом реакционной смеси, начальной мольной долей компонентов и максимально возможной степенью превращения ключевого компонента.

При постоянном значении температуры и давления и начальных мольных долей реагентов на величину скорости будет оказывать влияние только изменение текущих мольных долей реагентов. Независимо от того, насколько интенсивно протекает реакция, по мере её протекания мольные доли исходных реагентов уменьшаются, а мольные доли продуктов увеличиваются. Следовательно, наблюдаемая скорость реакции будет уменьшаться во всём диапазоне изменения объёма реактора.

Мы определили форму зависимости скорости и можем сказать, что форма остальных зависимостей – это выпуклая кривая. Важно, что нет никаких точек перегиба.

Для реальной оценки реактора надо принимать во внимание насколько изменится степень превращения при увеличении объёма реактора.







Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.