ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Сравнение технологических схем, реализующих циклический нестационарный процесс из "Основы конструирования и проектирования промышленных аппаратов" Рассмотрим ряд общих характеристик, присущих всем перечисленным схемам. [c.325] Сопоставление схем приведено в табл. 6.1. Поясним кратко особенности работы каждой схемы. [c.328] Схема I. Позволяет перерабатывать смеси с минимальными адиабатическими разогревами. Схема пригодна для переработки смесей с адиабатическими разогревами 10-15 С. В случае переработки смесей с малыми адиабатическими разогревами удается существенно снизить количество катализатора за счет загрузки по торцам слоя инертной насадки. [c.328] К особенностям данной схемы, усложняющим ее промышленное использование, относятся необходимость использования быстродействующей герметичной запорной арматуры резкие изменения температуры, возникающие в газоходах и арматуре при изменении направления фильтрации. [c.328] Схема //. Для переключения газовых потоков можно использовать стандартную запорную арматуру. Однако оно сопровождается повышением адиабатического разогрева смесей, пригодных для переработки по данной схеме. При смене направления фильтрации сохраняются переменные температурные поля в газоходах и переключающей арматуре. Кроме того, увеличение количества катализатора приводит к росту гидравлического сопротивления реакторного узла. [c.328] Схема ///. Преимущества этой схемы заключаются в возможности использовать стандартную запорную арматуру. При этом удается избежать значительных температурных градиентов на участках, где установлены заслонки (кроме III и 1Щ. Следует отметить как положительное качество то, что обе части слоя работают при постоянном направлении фильтрации реакционной смеси. Однако использование сложной обвязки и шести (вместо 4) переключающих задвижек повышает гидравлическое сопротивление и теплопотери реакционного узла по данной схеме. [c.328] Схема V - логическое развитие предьщущей. Число переключающих задвижек здесь уменьшено до двух. Температура на выходе остается практически постоянной в течение полуцикла. Однако эффективная работа схемы (по сравнению со схемой 7) возможна лишь при значительных адиабатических разогревах перерабатываемой смеси и больших временах контакта. [c.329] Отметим, что в схемах / и III удается реализовать снижающийся температурный профиль по длине слоя (с увеличением степени превращения), о отвечает требованию теоретического оптимального режима обратимых реакций и позволяет получить дополнительный прирост степени превращения на участках слоя с падающим температурным профилем. [c.329] В схемах II, IV, V помимо участков с уменьшающейся по длине температурой на торцах слоев (схемы II и IV), А2 и Аз (схема V) будут существовать участки слоев с высокими температурами. Это осложняет осуществление обратимых экзотермических реакций в реакторах по схемам I, IV, V. Поэтому сравнение технологических схем проводилось для необратимых экзотермических реакций. [c.329] Теоретический анализ по количественному сопоставлению технологических схем проводился по моделям (6.18), (6.19) на примере необратимой реакции А - В. Сравнение осуществлялось для двух значений энергии активации 32700 Дж/моль и 50300 Дж/моль при К(Топ) = 10 с (7 оп = 400 °С). Расчеты проводились для фех значений адиабатических разофевов 90, 120 и 150 °С, что соответствует, например, объемным конценфаци-ям 0,9 1,2 и 1,5% оксида углерода в исходной смеси = = 50 С. [c.329] Для сопоставления технологических схем была задана степень превращения исходной смеси х 99%, которая обеспечивалась соответствующим выбором условий работы. Интервал времени между переключениями был офаничен снизу 5 мин. [c.329] Результаты сопоставления различных технологических схем осуществления каталитических процессов в нестационарных условиях позволяют вьщелить ряд характерных особенностей. [c.331] При ограничении на минимальное время полуцикла с ростом адиабатического разогрева реакционной смеси происходит сближение всех схем по времени контакта, необходимому для достижения заданной степени превращения. С увеличением энергии активации, как уже отмечалось, возрастают максимальная температура и время контакта. Увеличение времени контакта обусловлено большей продолжительностью формирования тешювой волны на предварительно нагретом слое катализатора. Это приводит к тому, что сближение характеристик схем по времени контакта происходит при большем значении адиабатического разофева. Аналогично будет действовать снижение минимально допустимого времени полуцикла и константы скорости реакции. Величины времени контакта для различных схем сближаются друг с другом при больших значениях величин адиабатического разофева. [c.331] Некоторые рекомендации по использованию описанных схем приведены ниже. [c.331] Однако для конкретных каталитических процессов вопрос о предпочтении той или иной схемы должен решаться после подробного технико-экономического анализа. [c.332] Вернуться к основной статье