ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Распределение нагрузок между реакторами из "Принципы создания безотходных химических производств" При создании безотходных производств важнейшее значение имеет надежное функционирование системы реакторов, зависящее от правильного распределения, нагрузок между ними. [c.113] В химических производствах часто применяются системы параллельно работающих реакторов. Необходимость применения таких систем обусловлена либо требованиями большой производительности, либо технологией химического процесса. Последнее относится, в частности, к некоторым каталитическим процессам, сопровождающимся быстрым падением активности катализатора, при этом время реакции и время, необходимое для регенерации катализатора, оказываются соизмеримыми. В этом случае для сохранения непрерывности производства необходимо иметь несколько параллельно работающих реакторов, в одном из которых происходит регенерация катализатора, а в других протекает реакция. [c.113] Схема распределения потоков между параллельно работающими аппаратами. [c.114] В последнем уравнении каждое слагаемое второй суммы зависит только от тех величин и,- к=, . т), которые определяют нагрузку по сырью лишь -го процесса. [c.115] Следует отметить, что решение систем уравнений (У-ЗО) и (У-26) на практике может оказаться достаточно сложным. Однако вывод, сделанный относительно равенства производных (У-ЗО) при оптимальном распределении потоков сырья, сам по себе представляет практический интерес и может быть использован для организации управления производством. [c.116] Точное определение зависимости производительности реактора от нагрузки представляет собой довольно трудную задачу ввиду сложности протекающих в реакторах процессов, сочетающих процессы теплообмена, массообмена, химической кинетики. [c.116] Поэтому здесь будут рассмотрены зависимости производительности от нагрузки для идеальных моделей, широко применяющихся при исследовании технологических процессов, смешения и вытеснения. [c.116] Предполагается, что объемы реакторов У/ ) могут различаться между собой, и кроме того, по каким-либо причинам, например неодинаковой активности катализатора в аппаратах, разных температурных условий и т. п., константы скорости реакции в различных реакторах также могут быть неодинаковы. [c.116] Для заданного значения V определим оптимальный режим распределения сырья между всеми реакторами, при котором достигается максимальное превращение исходного продукта А. [c.117] И условия реакции во всех аппаратах одинаковы, т. е. [c.118] Выражение (V-45) означает, что при оптимальном распределении нагрузки на все реакторы должны быть одинаковы. [c.118] Для заданного значения V найдем оптимальный режим распределения сырья по аппаратам, при котором достигается максимальный выход продукта реакции Р. [c.119] Максимальное значение критерия оптимальности (У-49) должно определяться при условии (У-37). [c.119] Таким образом, при оптимальном распределении нагрузки выражения (У-51) определяющие параметры для всех реакторов должны быть равны между собой. [c.119] Для расчета нагрузок на отдельные реакторы в данном случае можно воспользоваться следующим приемом. Задаваясь нагрузкой на один аппарат, например можно вычислить соответствующее этой нагрузке значение дг11ди по формуле (У-50) для чего необходимо предварительно решить систему уравнений материального баланса и (У-37). Затем нагрузки на остальные реакторы подбирают из условия удовлетворения системы равенств (У-ЗО). Если в результате проведенных расчетов, в процессе которых определяются нагрузки на все реакторы, условие (У-37) оказывается нарушенным, то вычисления повторяют для другого значения и( ) и т. д., до тех пор, пока не будет получена совокупность величин (1=1,.. .,Ы), удовлетворяющая условию (У-37) с необходимой степенью точности. [c.119] Определим оптимальные условия распределения исходного сырья А по всем аппаратам, при котором достигается максимальный выход продукта реакции Р в системе реакторов. [c.120] Выражения (У-49) и (У-50), приведенные для параллельных реакций, справедливы и для рассматриваемого случая. [c.120] Уравнения материальных балансов реагентов Л и Р записываются с учетом скоростей реакций (У-53). [c.120] Таким образом, как и во всех предыдущих случаях установлено, что выражение для производной дri дv может быть представлено только через концентрации реагентов на входе в реактор и выходе из него. С учетом условия (У-37) соотнощение (У-54) можно также использовать для организации автоматического управления оптимальным распределением сырья на параллельно работающие аппараты. [c.120] Порядок расчета нагрузок v для всех реакторов при оптимальном распределении тот же, что и для параллельных реакций. [c.120] Вернуться к основной статье