ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Процесс в реакторе с перемешиванием в объеме из "Химические реакторы как объект математического моделирования" Рассмотрим одновременно процессы в реакторе с перемешиванием при наличии жидкой фазы (см. рис. И-9) и в псевдоожиженном слое мелкозернистого материала, например катализатора (см. рис. И-10). Примем, что процессы протекают по реакциям -го порядка при взаимодействии основного реагирующего вещества А, по которому ведется математическое описание, с веществом В, взятом в избытке, причем образуется один целевой продукт в. При начальных исследованиях будем считать также, что глубина превращения вещества А сравнительно невелика. [c.191] Как показано ранее, математические модели таких процессов, при помощи которых можно установить изменение концентрации основного реагирующего вещества и температуры в реакционной зоне при возникающем в объекте возмущении характеризуются уравнениями (IV,32) и ( ,33), а также (1 ,90) и (IV,91). [c.192] Согласно изложенному ранее, характер изменения температуры в реакционной зоне при возмущениях в материальных и тепловых потоках для процесса с перемешиванием в объеме бывает самым разнообразным (см. рис. П-1), а процесс может протекать с положительным или отрицательным самовыравниванием по температуре. [c.192] Из анализа технологических режимов, обычно применяемых в промышленных экзотермических процессах (включая автоматизированные), следует, что их выбирают такими, при которых устойчивость протекания этих процессов обеспечивается в случае возмущений в материальных и тепловых потоках свойствами самовыравнивания по всем параметрам. [c.192] Моделирование таких режимов показывает, что для сохранения самовыравнивания но температуре в реакционной зоне нужно, во-первых, поддерживать небольшую разность между температурой в данной зоне и температурой теплоносителя. Во-вторых, при ведении высокотемпературных процессов исходные взаимодействующие вещества нельзя нагревать непосредственно в реакционной зоне за счет теплоты реакции, а приходится их нагревать до температуры, близкой к температуре в этой зоне. Указанные условия определяют необходимость применения развитых поверхностей теплообмена, что приводит к громоздкости, большой металлоемкости п конструктивной сложности аппаратурного оформления описываемых процессов. [c.192] Если процесс организовать, допуская применение режимов с отрицательным самовыравниванием , то, как показывает анализ совместного решения уравнений математической модели п уравнений регуляторов, при автоматизированном управлении отвод тепла от реакционной зоны при соответствующем оформлении процесса, выборе системы регулирования и подборе типа регулятора можно значительно форсировать. [c.193] Автоматическое регулирование температуры в реакционной зоне при протекании процесса в режимах с отрицательным самовыравниванием и перемешиванием в объеме можно осуществлять так же, как и для процессов в режимах с самовыравниванием, т. е. изменением температуры и общего потока исходных компонентов, концентрации реагирующих веществ, температуры или количества теплоносителя, величины поверхности теплообмена и др. В каждом случае ту или иную систему выбирают на основании совместного решения уравнений математической модели и уравнения выбираемого регулятора. [c.193] На рис. VII-1 в качестве примера приведена принципиальная схема автоматического регулирования температуры в реакционной зоне путем изменения температуры смеси исходных компонентов для процесса в псевдоожиженном слое катализатора с отрицательным самовыравниванием. [c.193] На рис. VII-2 изображена диаграмма, показывающая, как на реальном объекте при автоматическом регулировании удается поддержать заданную температуру в реакционной зоне для процесса в режиме с отрицательным самовыравниванием. [c.193] В других случаях (рис. УП-4) уравнение регулятора, а также уравнения (VII,3) и (VII,4) набирались на аналоговой машине и совместно решались. [c.194] Блок-схема набора решения уравнений (VII,3) и (VII,4) п уравнения регулятора на АВМ. [c.195] Рассмотренные решения по форсированию теплового режима можно применять при проведении процесса в нескольких реакторах, включенных последовательно (или в секционном реакторе) . Здесь для высокотемпературных процессов рекомендуется первую стадию оформлять таким образом, чтобы использовать тепло реакции на нагрев смеси исходных комнонентов, а в последующих стадиях вести съем тепла нри максимально целесообразной разности между температурой в реакционной зоне и температурой теплоносптеля. [c.196] Вернуться к основной статье