ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Задана из "Химическая кинетика и расчеты промышленных реакторов" Расчет реактора, содержащего гранулированную массу, в принципе аналогичен расчету безнасадочного реактора вытеснения. Главное отличие, вероятно, заключается в том, что в гранулированном слое существует как продольный, так и поперечный градиенты температуры и концентрации (рис. [c.287] Некоторые численные решения уравнений подобного типа описаны в литературе, например а) Барон рассмотрел окисление двуокиси серы, применив графический метод б) синтез аммиака был рассмотрен Ван-Хирденом и Адамсом и Комингсом , которые также использовали графический метод. [c.289] Разберем пример, в котором задана переменная по длине реактора температура стенки. [c.289] Будут использованы четыре радиальных шага, чтобы найти распределение степени превращения и температуры в любой точке реактора, а также среднее значение степени превращения в каждом поперечном сечении. [c.290] Эти уравнения, а также уравнения для точки (2,0) совпадают с уравнениями для точки (0,0) и имеют те же решения. [c.291] Заметим, что подстановка /5,1= 3,1=0,110 была сделана в соответствии с замечанием, приведенным выше (см. стр. 289). [c.292] При л 5 настоящий расчет дает неправильные результаты, особенно близи центра, где значения н весьма селики. Это, по крайней мере частично, является следствием предельного характера уравнения (VIII. 62). Более точные результаты можно получить, если взять меньшие шаги. [c.293] Данный пример свидетельствует о значительном влиянии на ход реакции наличия гранулированной насадки, независимо от каталитического эффекта, которым она может обладать. Если протекают побочные реакции, то значительные температурные градиенты могут привести к снижению выхода основного продукта. [c.293] При местном повышении температуры катализатор, чувствительный к ней, дезактивируется. Если температурные градиенты оказывают вредное действие, реактор может быть сконструирован в виде большого количества труб малого диаметра, заключенных в общем кожухе и омывае.мых теплоотводящей средой. Конечно, эта конструкция дорогостоящая, но легкого выхода из положения нет. [c.293] Природа псевдоожиженного слоя обусловливает высокую степень перемешивания, и, следовательно, выравнивание различных градиентов. Однако на практике могут встретиться самые различные режимы от идеального смешения до полного вытеснения, в зависимости, в основном, от размеров слоя. Помимо того, что перемешивание обусловливает некоторые нежелательные особенности реакторов с псевдоожиженным слоем, переход от опытной установки к промышленному аппарату не может быть сдашн с полной уверенностью. [c.294] Ниже будут рассмотрены некоторые работы, посвященные второму вопросу. [c.294] Перемешивание твердой фазы. Можно наблюдать, что в аппарате малого диаметра твердые частицы циркулируют по всему объему, причем в слое большего размера эта циркуляция еще более явно выражена. Существование интенсивной циркуляции можно легко установить, если подвергнуть псевдоожижению слой, первоначально состоящий из двух слоев различно окрашенных частиц, не смешанных друг с другом. Вскоре после начала псевдоожижения смесь становится однородной. [c.294] Барт1Ь5 использовал в качестве меченого вещества частицы, пропитанные хлористым натрием, которые он подавал в середину псевдоожиженного слоя, причем пробы для анализа отбирались на разной высоте сверху до низу. Стемердинг определял скорость перемешивания, нагревая верхнюю часть слоя. Перемешивание твердых частиц зависит от диаметра сосуда и скорости газа, будучи прямо пропорционально скорости и квадрату диаметра. В трубках малого диаметра (порядка 25 мм) наблюдалось полное перемешивание. Траектории движения твердых частиц в промышленных реакторах каталитического крекинга и регенераторах изучались при помощи радиоактивных изотопов , причем было сделано заключение, что в этих условиях происходит почти полное смешение. [c.294] Температурные градиенты. Установлено, что в большинстве опытных установок и во всех промышленных аппаратах температура постоянна по всему слою. [c.295] Реман вычислил время (все/с), необходимое для полного распространения через весь слой теплового импульса, приложенного к одному концу псевдоожиженного слоя высотой 1 м. Полученные Реманом результаты представлены в табл. 70. [c.295] VIП-22. Влияние обратного перемешивания на степень превращения в реакторах каталитического крекинга различных диаметров . [c.296] При расчете реактора с псевдоожиженным слоем, помимо кинетических аспектов, необходимо также рассматривать вопросы гидродинамики псевдоожижения. Размеры гранул, время пребывания и скорость псевдоожижения очень тесно связаны между собой. Ниже приводится пример такого расчета. [c.297] Уравнение для к применимо только к катализаторам со средним размером частиц Ор=44,5 мк. Отметим, что С является не промежуточной концентрацией угля, а конечной, т. е. принимается полное перемешивание частиц катализатора в слое. [c.297] В промышленных установках высота слоя имеет порядок 5 м. Пансинг отметил, что эти данные не соответствуют показателям промышленных реакторов, для которых характерно неравномерное распределение газа, а также полное перемешивание в газовой фазе. [c.299] Вернуться к основной статье