Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English
Решить уравиение теплового баланса — значит найти переменные параметры, при которых будет соблюдаться равенство между приходом тепла и его расходом ( пр = расх). Однако в производственных условиях обычно необходимо, чтобы это равенство соблюдалось при возможно более высокой степени превращения при условии обеспечения устойчивой работы реактора.

ПОИСК





Условия поддержания устойчивого режима работы реактора

из "Общая химическая технология"

Решить уравиение теплового баланса — значит найти переменные параметры, при которых будет соблюдаться равенство между приходом тепла и его расходом ( пр = расх). Однако в производственных условиях обычно необходимо, чтобы это равенство соблюдалось при возможно более высокой степени превращения при условии обеспечения устойчивой работы реактора. [c.149]
Понятие устойчивости формулируется следующим образом система считается устойчивой, если после наложения какого-либо-возмущения она самопроизвольно возвращается в прежнее состояние при снятии этого возмущения. [c.149]
При неустойчивом состоянии незначительное отклонение какого-либо параметра технологического процесса от его. первоначального значения (температуры, концентрации, давления и др.), чтО в производственных условиях всегда может иметь место, приводит к отклонению от стационарного состояния в реакторе это отклонение увеличивается во времени, а режим реактора не возвращается в исходное состояние и после снятия возмущения. [c.149]
Из уравнения (УП. 28) следует, что при повышении температуры величина Qx. р стремится к постоянному значению АН, а пр понижении — к нулю. [c.149]
Так как количество выделяющегося тепла Qx. р пропорционально степени превращевия Ха, а при установившемся процессе Qx. р == = Сконв, то на осях координат рис. VII. 3 показана также величина Ха, но с учетом соответствующего масштаба. [c.150]
Если 5-образную кривую на рис. VII. 3, а совместить с прямой на рис. VII. 3, б и поместить их на общий график, то в зависимости от значения параметров, входящих в уравнения, показанные выше. [c.150]
Все точки пересечения кривой и прямой, показанные на рис. VII. 4 (К,Ь,М), соответствуют состоянию теплового равновесия, когда скорость прихода тепла равна скорости расхода тепла. Однако не все режимы, соответствующие точкам пересечения, равноценны и не все могут быть рекомендованы для промышленных условий. [c.150]
показанный на рис. VII. 4, а (кривая и прямая пересекаются в точке К), соответствует высокой степени превращения и обеспечивает устойчивую работу реактора, поэтому такой режим представляет практический интерес. Устойчивость режима в этом случае может быть подтверждена следующими примерами. [c.150]
рЧ Оконв, поэтому после снятия возмущения процесс также возвратится в положение, характеризуемое точкой К, поскольку отвод тепла больше прихода, и реакционная смесь охлаждается. [c.151]
Режим работы реактора, показанный на рис. VII. 4, б (кривая и прямая пересекаются в точке L), соответствует низкой степени превращения следовательно, этот режим практического интереса не представляет. [c.151]
Таким образом, взаимное расположение кривой и прямой, показанное на рис. Vn.4,a, с точкой пересечения К соответствует режиму, при котором достигается высокая степень превращения и создается устойчивый режим, следовательно, этот режим представляет наибольший практический интерес. [c.152]
Чтобы перевести процесс из невыгодного режима в оптимальный, соответствующий точке К, изменяют параметры технологического процесса и изменяют тем самым взаимное расположение прямой и S-образной кривой. [c.152]
например, если сохранить все условия, соответствующие рис. VII. 4, б, но увеличить время пребывания реагентов в реакторе X, то количество выделяющегося тепла Qx. р возрастет [уравнение (VII. 28)]. Соответственно, S-образная кривая сместится влево в положение, показанное на рис. VII. 4, а, когда кривая и прямая пересекаются в точке К. [c.152]
Возможно, не изменяя положения S-образной кривой, перемещать линию теплоотвода вправо или влево от ее первоначального положения либо изменять угол ее наклона. Для перемещения прямой вправо повышают температуру реакционной смеси Та на ходе в реактор. Тогда в соответствии с уравнением (в) прямая перемещается в положение, показанное на рис. VII. 4, б иунктиром, при этом прямая и кривая пересекаются в точке К. [c.152]
Для уменьшения угла наклона прямой увеличивают концентрацию реагента А в поступающей в реактор смеси (Сд. о). В этом случае уменьшается а [уравнение (VII. 29)]. [c.152]
Как видно из рис. VII. 5, при уменьшении угла наклона от до Кг точка пересечения кривой и прямой перемещается из точки L в точку К, соответствующую большому значению Ха и устойчивому режиму. [c.153]
При проведении обратимых экзотермических реакций условия осложняются, так как при этом изменяется вид 5-образной кривой (она достигает максимума, а затем снижается). Это объясняете тем, что для обратимых экзотермических реакций равновесная степень превращения Х а уменьшается при увеличении температуры, (рис. VII. 6). [c.153]
Из рис. VII. 6 видно, что кривая достигает максимального значения в точке К, а затем снижается, располагаясь вдоль равновесной кривой Ха- Поэтому на практике процесс ведут так, чтобы. [c.153]
При эндотермических реакциях происходит поглощение тепла (—АЯ), в этом случае температура реакционной смеси на входе в реактор выше температуры в реакторе. Тогда Qkohb =—Ср (Г-—Го) по уравнению (VII. 29), tga становится отрицательным, а угол наклона будет больше 90°. При таких условиях прямая всегда будет иметь только одну точку пересечения с 5-образной кривоп Крис. VII. 7). [c.153]
Перемещение точки пересечения в область высокой степей превращения обычно достигается передвижением прямой вправо. [c.153]


Вернуться к основной статье


© 2025 chem21.info Реклама на сайте