ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Анализ реакторных процессов, протекающих в типовых одноконтурных ХТС с рециклом из "Основы конструирования и проектирования промышленных аппаратов" В существующих и вновь разрабатываемых процессах рециркуляция используется в качестве мощного фактора повышения эффективности технологического процесса. Введение рецикла позволяет интенсифицировать гидродинамическую обстановку в аппарате, провести химическое превращение по заданному маршруту, добиться рационального использования энергии и в ряде случаев осуществить ее перераспределение по элементам схемы. [c.287] Наличие лишь внешнего рецикла характерно для ХТС. В ХТП можно отметить наличие внутреннего и(или) внешнего рецикла. [c.287] Внутренняя циркуляция присуща процессам, обладающим структурной неоднородностью потоков, в результате чего возможно образование рециркуляционного контура (рис. 6.2). Наличие внутренней циркуляции ведет к интенсивному перемешиванию потоков, следствием чего является усреднение температурного и концентрационного профиля в объеме аппарата. [c.287] На основе комбинаций вышеперечисленных видов рецикла можно организовать произвольную топологию технологической схемы. [c.289] Эффекты, сопровождающие рециркуляцию, можно проиллюстрировать на различных массообменных и реакторных процессах. [c.289] Рассмотрим, например, проведение процесса абсорбции в насадочных колонных аппаратах. При рециркуляции по жидкой фазе при одном и том же расходе свежего абсорбента через абсорбер проходит значительно большее количество жидкости -увеличивается плотность орошения, а следовательно, смоченная и активная поверхность насадки режим работы аппарата приближается к оптимальному. Таким образом, увеличивая плотность орошения при помощи рециркуляции, можно интенсифицировать гидродинамическую обстановку в аппарате и достичь наиболее эффективного режима работы насадочных колонн - режима эмульгирования. [c.289] Результатом повышения плотности орошения является увеличение коэффициента массопередачи, при этом одновременно несколько снижается движущая сила. [c.289] Рециркуляция по жидкости целесообразна в том случае, когда основное сопротивление массопередаче составляет переход вещества от поверхности раздела фаз в жидкость. Если же основным сопротивлением процесса является переход вещества из газовой фазы к поверхности раздела фаз, то целесообразно организовать рециркуляцию по газу. Возможна также организация работы абсорбера с одновременной рециркуляцией и жидкости, и газа. [c.289] В случае неизотермического протекания процесса изменяются условия равновесия, и движущая сила будет уменьшаться при увеличении температуры. В этом случае рационально организовать процесс с отводом тепла из рециркуляционного контура (рис. 6.4). [c.289] В ректификационных установках пары, уходящие из колонны, конденсируются в конденсаторе, откуда часть конденсата вновь возвращается в колонну для поддержания постоянного состава паров. При использовании тепла уходящих из колонны паров, дистиллята, кубового остатка и конденсата греющего пара может быть достигнута значительная экономия греющего пара и охлаждающей воды. [c.290] Рециркуляция позволяет экономить значительные количества топлива при использовании ее в системах регулирования процессами горения например, возврат части уходящих газов в топку парового котла применяется для регулирования температуры перегретого пара, для борьбы со шлакованием поверхностей нафева, а в слоевых топках - еще для предотвращения шлакования колосниковых решеток, уменьшения образования в топке оксидов азота, снижения тепловых нафузок топочных экранов. Рециркуляция также нашла применение при эксплуатации компрессорного и холодильного оборудования. [c.290] Таким образом, введение контуров рециркуляции является средством повышения эффективности отдельных процессов и технологических схем и широко используется в этих целях на практике. [c.290] Рассматривается проточная реакторная система с рециркуляцией реагентов непрореагировавшее вещество (А) или оба непрореагировавших вещества (А и В) отделяются в сепараторе от потока продуктов и вновь направляются на вход реактора (рис. 6.5). [c.291] График зависимости / д от о д представлен на рис. 6.7. Кривая 1 соответствует случаю, когда скорость реакций монотонно уменьшается. Кривая 2 соответствует случаю, когда скорость реакции имеет максимум в некоторой конечной области, после чего начинает уменьшаться. При о д пгах/ д каждому значению о д соответствует два значения Лд, однако процесс должен проводиться лишь при меньших значениях / д, так как точка О лежит Б области неустойчивого режима работы реактора. [c.292] Некоторые расчетные соотношения для различных реакционных схем приводятся ниже. [c.292] Полное преврашение вещества А может быть достигнуто лишь при Лд к2/к1 применение реактора идеального вытеснения в этом случае выгоднее, однако с ростом Лд разница в объемах реакторов идеального вытеснения и смешения уменьшается. [c.292] В случае протекания двух последовательных реакций следует рассматривать два случая в зависимости от того, что является целевым продуктом, С или В. В первом случае рециркулировать должны и А, и В. На основании расчетов было показано, что объем реактора минимален, когда А вводится в реактор вместе с потоком свежего сырья А, а В вводится в точке, где концентрация В максимальна. Если вводить А и В в поток сырья одновременно в одной точке, то реакционный объем будет несколько большим, однако эта разница в объемах практически незначительна. На рис. 6.9 приведена зависимость объема реактора от R в случае рецикла А и В на вход реактора от различных значений к2/к и числа последовательно соединенных реакторов N. [c.294] Если целевым продуктом является В, то селективность 5, т. е. отношение между выходом В и подачей свежего компонента сырья А, будет расти с увеличением скорости рециркуляции А. [c.294] Вернуться к основной статье