ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Распределение нагрузок между реакторами из "Оперативное управление химико-технологическими комплексами" В крупных химических производствах часто применяются системы параллельно работающих реакторов. Необходимость применения таких систем связана не только с требованиями боль-щей производительности и надежности, но иногда бывает обусловлена технологией химического процесса. [c.123] Поэтому здесь будут рассмотрены зависимости производительности от нагрузки для некоторых идеальных моделей, широко применяющихся для исследования технологических процессов и называемых реакторами идеального смешения и идеального вытеснения. [c.123] Реактором идеального смешения называется аппарат, обеспечивающий мгновенное и идеальное смешение поступающих частиц с частицами, находящимися внутри аппарата. Состав продукта во всем объеме аппарата идеального смешения постоянен и в установившемся режиме с течением времени не меняется. В качестве примера аппарата, близкого к реактору идеального смешения, можно привести реактор с мешалкой. [c.123] Скорость химической реакции г зависит от концентраций исходных реагентов Сл . и продуктов реакции Св. [c.124] Порядок реакции, как правило, определяется из опыта. Обычно он не превышает трех и может быть как целым, так и дробным числом. [c.124] По механизму протекания реакции разделяются на простые и сложные. Простые реакции протекают в одну стадию сложные, в свою очередь, состоят из параллельных и последовательных реакций. [c.124] Энергия активации большей части реакций составляет 10— 100 ккал1моль и определяется на основании экспериментальных данных. [c.124] Рассмотрим проточный реактор идеального смешения, имеющий объем Ур в него поступает и) сырья в 1 ч. [c.124] Пусть в реакторе протекает реакция, описываемая уравнением (V, 1). Считаем, что — целевой продукт реакции. Обозначим концентрацию целевого продукта на выходе из реактора через X. [c.124] Величина х определяется путем совместного решения уравнений ( ,7 и ,8) для изотермического реактора — путем решения уравнения ( ,7). [c.125] Рассмотрим теперь реактор идеального вытеснения, длина которого равна 1. Протекающая в нем реакция описывается уравнением (V, 1). В установившемся режиме концентрации продуктов и температура меняются по длине реактора, но с течением времени остаются постоянными. [c.125] Для изотермического реактора величина х определяется путем интегрирования уравнения (V, 9). [c.126] Интегрирование уравнений (V. 9), (V. 10) для ряда простых и сложных реакций, протекающих в реакторах идеального смешения и идеального вытеснения, проводилось во многих работах. Обычно в литературе приводятся зависимости концентрации целевого продукта на выходе из реактора д от времени 1, прошедшего с момента начала реакции (периодический реактор смешения), или расстояния по длине реактора I (реактор идеального вытеснения). Нас же интересует вид зависимости производительности реактора от нагрузки. [c.126] Покажем, как связаны между собой виды функций х(1) и у[тл)). [c.126] Таким образом, вторые производные х () и у (ги ) имеют одинаковый знак, т. е. выпуклой функции х () соответствует выпуклая функция у гю) и, наоборот, вогнутой функции х 1) соответствует вогнутая функция y(w). [c.126] При этом если функция х(1) вогнута до перегиба и выпукла после него, то функция у ги) выпукла до перегиба и вогнута после него. [c.127] Как видно из рис. 46, функции x(t) и y w) могут существенно отличаться друг от друга по виду. В связи с этим определим зависимость производительности от нагрузки для изотермических реакторов идеального смещения и вытеснения. [c.127] При нагрузках, меньших и , концентрация целевого продую та в реакторе остается постоянной, так как все вещество А успевает полностью превратиться в вещество В. [c.127] При малых нагрузках производительность реактора растет пропорционально нагрузке, при больших — остается постоянной. Вид функции г/(ш) показан в приводимой ниже табл. 6. [c.127] Вид функций у(ы ) для реакторов идеального смешения и вытеснения также изображен в приводимой ниже табл. 6. Обе функции выпуклые. При увеличении нагрузки производительность реакторов возрастает, стремясь к предельной упр =аКУр. [c.134] Вернуться к основной статье