Реактор непрерывного действия с полным перемешиванием

Из сравнения кривых 1 я 2, соответствующих равенствам (11.6) и (П.12) ясно, что для достижения конверсии, равной 95% в реакторе непрерывного действия полного перемешивания, объем аппарата должен быть в 6,3 раза больший, чем объем реактора полного вытеснения или реактора периодического действия полного перемешивания. Для реакций более высокого порядка (кривые 3 ж 4) влияние типа реактора на степень конверсии еще более значительно. Для степени конверсии, равной 95%, объем непрерывно действующего реактора должен быть в 20 раз больше соответствующего реактора полного вытеснения. [c.31]

Равенство (11.14) по форме аналогично равенству (П.9) для реактора непрерывного действия полного вытеснения. Здесь т — расчетное время, которое при полном перемешивании можно считать фактическим временем пребывания компонентов в реакторе. Изменение концентраций во времени и локально для [c.20]

Для наглядности равенства (11.35) и (11.37), связывающие X и у при = 1, а также значение величины селективности V изображены в виде кривых на треугольной диаграмме (рис. 12). Из анализа кривых следует, что с увеличением степени превращения X скорость побочной реакции увеличивается, при этом селективность уменьшается в обоих типах реакторов, всегда оставаясь меньшей в реакторе полного перемешивания. Например, при степени превращения X = 0,6 селективность процесса в реакторе полного вытеснения составляет 0,61, а в реакторе полного смешения — только 0,4. Снижение селективности наблюдается и при переходе от реактора периодического действия к реактору непрерывного действия, что весьма существенно при моделировании и объясняется различным уровнем концентрации целевого продукта в начальный и конечный моменты времени пребывания в аппарате. [c.34]

В больших реакторах время оборота жидкости относительно велико даже при значительном расходе энергии на перемешивание. Поэтому реакторы непрерывного действия с полным перемешиванием пригодны прежде всего для медленно протекающих реакций, требующих большого времени пребывания для достижения заданной степени превращения. [c.304]

В то же время, если скорость процесса в целом лимитируется химической реакцией, то представляется возможным рассматривать систему как реактор непрерывного действия с перемешивающим устройством. В промежуточном случае для расчета скорости протекания химических реакций требуется знание механизма контакта между газом и твердыми частицами. Необходимо располагать точной информацией о режиме газового потока через непрерывную фазу (т. е. идеальное вытеснение или полное перемешивание степень продольного перемешивания), скорости межфазного обмена газом, распределении пузырей по размерам, а также о соотношении диаметров облака циркуляции и пузыря. [c.336]

Рис. 1-5. Изменение концентраций реагентов в реакторах основных типов а — реактор периодического действия б — реактор полупериодического действия в— реактор непрерывного действия с полным вытеснением г — реактор непрерывного действия с полным перемешиванием o — многоступенчатый реактор непрерывного действия с полным

Реактор непрерывного действия с полным перемешиванием [c.35]

В реакторе непрерывного действия с полным перемешиванием состав реакционной смеси одинаков во всех точках реакционного объема, и, таким образом, скорость реакции тоже постоянна во всем реакционном объеме. Исходя пз урав- Q нения реактора непрерывного дей- ——— [c.35]

С более общей точки зрения реакторы полупериодического действия могут рассматриваться как модели реакторов непрерывного действия с полным перемешиванием, когда последние работают в переходном режиме (периоды пуска или остановки). Рассмотрим такой случай (рис. 1-7). [c.35]

В гл. I было уже отмечено, что реактор полупериодического действия может быть использован п как реактор непрерывного действия с полным перемешиванием в переходном режиме, например, в период пуска илп остановки. Для этого случая можно рассчитать продолжительность данного режима, а также время начала устойчивой непрерывной работы реактора. [c.118]

Реакторы непрерывного действия. Уравнения для реакторов непрерывного действия, приведенные в гл. I, справедливы и в том случае, если такие реакторы используют для проведения гомогенной реакции в жидкой фазе. Реакторы с полным вытеснением применяют реже, чем реакторы с перемешиванием, так как молекулярная диффузия в жидкой фазе протекает медленно и для гомогенизации реагентов необходимо перемешивание. [c.121]

Реактор непрерывного действия с мешалкой. Уравнения материального и теплового балансов непрерывно действующего реактора полного смешения ничем не отличаются от соответствующих уравнений (Н,40) и (11,41) для рассмотренного выше реактора с псевдоожиженным слоем катализатора, работающего в режиме полного перемешивания. Поскольку изменение объема в данном случае можно не учитывать, то наиболее удобным из уравнений (11,40) является уравнение (П,40в), в котором используются объемные концентрации. [c.48]

Дальнейшая интенсификация адсорбционной технологии связана с использованием высокодисперсных активных углей. Решение вопросов регенерации таких адсорбентов привело к заметному расширению использования порошкообразных активных углей в технологических схемах очистки сточных вод. Это объясняется рядом преимуществ пылевидных углей перед гранулированными более низкой стоимостью пылевидных сорбентов, высокой скоростью поглощения, удобством гидравлической транспортировки водной суспензии пылевидного активного угля по трубопроводам. В разрабатываемых технологических схемах, как правило, адсорбционные процессы осуществляются в одиночном реакторе или каскаде аппаратов непрерывного действия с перемешиванием. Применение многоступенчатых адсорбционных установок непрерывного действия позволяет существенно снизить необходимый расход адсорбента, поскольку более полно используется адсорбционная емкость поглотителя. [c.123]

Рис. 10.8. Протонный реактор непрерывного действия с полным перемешиванием и повторным использованием концентрированной микробной биомассы <с . текст).

Анализ роста биомассы в любом проточном биореакторе, работающем в непрерывном режиме, включает определение характеристик потока в биореакторе и кинетики происходящих в нем биологических процессов. Характеристики потока во всех реакторах непрерывного действия могут быть описаны по типу распределения времени пребывания субстрата в реакторе. Двумя крайними случаями распределения времени пребывания являются реактор идеального вытеснения и реактор полного смешения. При работе в однофазной системе можно представить существование как этих крайних случаев, так и множества промежуточных ситуаций. Однако дать ответ на вопрос о типе перемешивания в биореакторах, в которых происходят микробные процессы, гораздо сложнее. Пока есть возможность работать с дискретно диспергированными в жидкости клетками, в условиях идеального крупномасштабного перемешивания, существенные градиенты будут иметь место только в малых локальных зонах. Поэтому в случае бактериальных суспензий в биореакторах [c.105]

Проточный реактор непрерывного действия представляет собой систему с полным перемешиванием на макроуровне, работаюш,ую в стационарных условиях, что делает анализ такой системы чрезвычайно простым. В сущности, метод анализа включает количественное описание всех процессов, которые приводят к увеличению или уменьшению концентрации бактерий, лимитирующего субстрата и продуктов. Так как получение каких-либо целевых продуктов не является целью процесса очистки сточных вод, то соответствующая часть анализа здесь не приведена. Проточный биореактор полного смешения и непрерывного действия, в котором происходит рост бактерий, схематично показан на рис. 3.3. Предполагается, что объем жидкости в биореакторе [c.107]

В последнее время выполнен ряд теоретических и экспериментальных исследований по разработке методов моделирования, в частности, реакторов непрерывного действия, основанных на представлениях о стохастической природе процесса перемешивания. Обычно применяют либо комбинированные модели, которые составляют из ячеек полного перемешивания, полного вытеснения и застойных зон, связанных между собой различными потоками, [c.269]

После охлаждения плава до 80—90°С проводят выщелачивание сернокислых солей водой при энергичном перемешивании сжатым воздухом. Раствор в процессе выщелачивания должен иметь температуру 65—70 °С, снижение температуры замедляет выщелачивание, а повышение приводит к уменьшению стабильности раствора. Растворы, получаемые после выщелачивания плава, состоят из сульфатов титана и железа (П и III). Восстановление осуществляют до полного перехода Ре + в Ре + и частично Т1 + в (примерно 3—5 г/л). Наличие в растворе небольшого количества устраняет при всех дальнейших операциях образование Ре +. Для восстановления железные стружки или отходы тонкого листового железа в корзине из нержавеющей стали погружают в раствор, находящийся в реакторе разложения, и выдерживают при 70—75°С и слабом перемешивании воздухом. Часто проводят непрерывное восстановление раствора в каскаде из трех-четырех реакторов непрерывного действия, добавляя к раствору чугунные или железные опилки. [c.135]

Режим движения реагентов. По режиму движения реагентов различают два предельных типа реакторов непрерывного действия идеального вытеснения и полного (идеального) смешения (перемешивания). [c.78]

Ниже в качестве примера рассматривается работа проточного реактора непрерывного действия идеального вытеснения, в котором проходит экзотермическая реакция первого порядка по недостающему компоненту. Если в каждом сечении реактора с помощью охлаждающего агента (.Мх) отводится вся выделяющаяся теплота реакции, то можно считать, что реакция происходит при изотермических условиях. Аналогично будет протекать реакция в реакторе периодического действия при полном перемешивании реакционной массы и отводе выделяющейся теплоты. Уравнение скорости химической реакции (6.1), не осложняемой процессами переноса массы компонентов, применительно к случаю ее зависимости только от концентрации одного компонента можно записать через степень превращения X этого компонента [c.108]

Найдем уравнения материального баланса для другой системы — проточного реактора непрерывного действия с полным перемешиванием, единственным продуктом которого является [c.425]

Две интересные работы были проведены сотрудниками лаборатории Шелла. В первой из них изучали перемешивание твердых частиц путем добавления в слой меченых (радиоактивным изотопом) зерен катализатора и отбора проб через определенные интервалы времени из различных точек слоя. Были исследованы три промышленные установки каталитического крекинга. Распределения времени пребывания, найденные описанным методом, говорят о том, что псевдоожиженные слои в регенераторах и реакторах непрерывного действия приближаются по рабочему режиму к системе полного перемешивания. Наблюдаемые отклонения от этого режима обусловлены наличием байпасов, малоподвижных зон катализатора, участков с идеальным вытеснением или сочетанием перечисленных факторов. [c.259]

С установлением специфических условий работы изотермических реакторов идеальных типов общее уравнение преобразуется в характеристические уравнения соответствующих реакторов периодического действия, непрерывного действия с полным вытеснением, непрерывного действия с полным перемешиванием п полупериодического действия. Характеристическое уравнение реактора должно выражать взаимозависимость его основных параметров. [c.32]

Непрерывный процесс нейтрализации и промывки проводят либо в системе, состоящей из реактора полного перемешивания и от< стойника непрерывного действия, либо в аппарате колонного типа (рис. 14). В верхнюю часть аппарата вводят кислый продукт (жидкость большей плотности), в нижнюю — воду (жидкость мень-шей плотности). В среднюю часть подают раствор соды, имеющий плотность меньше, чем у нитропродукта, но больше, чем у воды. Нитропродукт, движущийся через аппарат сверху вниз, встречается сначала с раствором соды, а затем отмывается от продуктов нейтрализации водой и выводится через нижний штуцер. Промывные воды удаляют через верхний штуцер. [c.66]

Помимо гибкости к положительным особенностям непрерывно действующей системы с циркулирующим мелкодисперсным материалом с использованием кипящего слоя, как известно, относятся улучшенная теплопередача в реакторе и регенераторе, практически полное выравнивание температуры во всей реакционной зоне и простота конструкции аппаратов. К указанным положительным особенностям необходимо добавить и такие исключительно благоприятные для проведения процесса легкого крекинга свойства кипящего слоя, как интенсивное перемешивание частиц в среде паров и газов, большая поверхность испарения и отсутствие постоянного касания частиц. [c.40]

Рабочие характеристики проточных биореакторов непрерывного действия лучше всего оценивать исходя из расчета материального баланса по биомассе, лимитирующему субстрату и продукту. Используя самую приближенную классификацию проточных биореакторов непрерывного действия с суспензионными культурами, можно выделить два типа реакторов реакторы с идеальным перемешиванием и проточные биореакторы в режиме полного вытеснения (реакторы поршневого типа).Биореакторы с идеальным перемешиванием могут работать как хемо-статы или как турбидостаты, В хемостате поддерживается постоянная плотность микробной культуры за счет потребления лимитирующего субстрата или какого-либо иного питательного вещества, а в систему турбидостата входит светочувствительное устройство, которое измеряет оптическую плотность культуры и обеспечивает ее постоянство. В промышленности, как правило [c.420]

В работе [Д.8.4] для реактора идеального перемешивания непрерывного действия исследовался оптимальный режим процесса, протекающего на дезактивирующемся катализаторе. Было показано, что увеличение размера частиц катализатора уменьшает целевую функцию — прибыль реактора. Максимальное уменьшение размера частиц катализатора вплоть до полного устранения диффузионных ограничений (насколько это позволяют сделать другие факторы перепад давления, перемешивание и фильтрация частиц катализатора) приводит к максимальной эффективности работы реактора. Этот прирост линейно уменьшается с размером зерна. Авторы [Д.8.4] полагают, что аналогичный вывод относительно влияния размера частиц катализатора может быть сделан для периодических реакторов и реакторов с неподвижным слоем. [c.258]

Каскад непрерывнодействующих реакторов полного перемешивания. Основной недостаток одиночного реактора непрерывного действия с полным перемешиванием — низкая производительность [c.308]

Режим движения реакционной среды. На рис. 1-4 представлены два типа реакторов непрерывного действия. В первом реакторе элемент объема движется, не смешиваясь с предыдущим или последующим элементами объема. Состав элемента объема будет изменяться последовательно по длине реактора вследствие химической реакции. Реактор не имеет ни одного механического конструктивного прпснособления для перемешивания и характеризуется большими значениями соотношений между длиной и диаметром. При движении через реактор элемент объема, вероятно, ведет себя так же, как поршень в цилиндре, вытесняя все, что находится перед ним, поэтому такой реакционный аппарат называют реактором с полным вытеснением (реактором идеального вытеснения). [c.28]

Рассмотрим задачу определения коэффициента нестационарности кинетики по результатам экспериментов в реакторе непрерывного действия, гидродинамика которого описывается моделью полного перемешивания. Если математическое описание процесса, протекаюшего в этом реакторе, соответствует уравнению (X. 30), то прирашение концентрации вешества С за бесконечно малый промежуток времени йх равно [c.276]

Перемешивание реагентов в реакторе влияет на общий режим его работы. При этом необходимо иметь в виду, что при полном перемешивании (идеальном смешении) температурный режим во всех точках один и тот же. Следовательно, и скорость реакции должна быть одинаковой во всех частях реактора. Такого рода процессы могут быть как периодического, так и непрерывного действия. Для перемешивания часто применяют мешалки, но можно использовать также и инертный газ, который, пробулькивая через реакционную массу, будет ее перемешивать. [c.112]

Скорость реакции в реакторе непрерывного действия при полном перемешивании такая же, как скорость в конце реакции, при периодическом ведении процесса. Поэтому общий реакционный объем системы, действующей непрерьшнО, должен быть больше, чем у действующей периодически. На рис. П-23 показано сЬот-ношенне объемов реактора периодического действия и реактора непрерывного действия, в 1 отором о спечи-ваетСя одинаковая " общая степень превращения при проведении химической реакции первого порядка. В каскаде из нескольких ступеней, в каждой из которых обеспечивается полное перемешивание, объем аппарата непрерывного действия уменьшается. [c.122]

Эффект неидеального перемешивания (функция распределения по временам удерживания отличается от гауссовой) в первом приближении может быть определен также с помощью смешаной модели Для описания работы реального аппарата объемом 5 м была использована модель, которая включала активный объем, работающий в режиме реактора непрерывного действия идеального смешения (85% полного объема), так называемый мертвый объем (15%) и обводную линию. Соотношение объемов и потоков подбиралось таким образом, чтобы распределение по временам удерживания для модели и реального аппарата совпадало. Очевидно, что этим условиям может удовлетворить множество различных моделей. Найти лучшую из них можно путем сравнения рассчитанных и экспериментальных величин конверсии и МВР. Моделирование на ЭВМ позволяет для подобных моделей оценить время выхода на стационарный режим, которое будет зависеть от величины мертвого объема и распределения потоков между активным и мертвым объемом. Другого типа модели могут включать элементарные объемы идеального смешения и вытеснения или набор элементарных периодических реакторов, соответствующих экспериментальной кривой распределения по временам удерживания для данного реактора. Этот подход можно считать оправданным при анализе режима и оптимизации существующих производств. При расчете реактора, по-видимому, более перспективным должен оказаться метод, основанный на использовании коэффициентов турбулентного переноса и ячеечных моделей В настоящее время можно только [c.347]

Аппараты непрерывного действия считаются эффективными, если при сильном перемешивании степень превращения составляет свыше 90% от степени превращения, достигаемой при полном перемешивании. Реактор Стратко для производства смазок (рис. ХЫ) представляет собой пример реактора, в котором обеспечивается интенсивное перемешивание объем реактора 1,89 м скорость подачи сырья 908 ж /ч, потребляемая мощность 22,4 кет в реакторе для алкилирования емкостью 34 Л1 —соответственно И 400 л /ч и 186 квт. [c.355]

Носитель, поступающий со склада, рассеивают на грохоте / и по мере надобности через рукавный вакуум-фильтр 2 подают в эмалированный реактор с паровой рубашкой 3 для извлечения избыточного количества АЬОз серной кислотой. Для-уменьшения потерь носителя из-за растрескивания гранул предусмотрено пневм.атиче-ское перемешивание фаз. В реакторе поддерживают температуру 90°С и концентрацию кислоты — 10%. Время, необходимое для извлечения АЬОз, рассчитывают по формуле (IV. 46). Реактор 3 — периодически действующий, что вызвано трудностью подбора конструкционного материала для создания непрерывно действующего аппарата. Для обеспечения непрерывности процесса одновременно используют несколько реакторов. В целях защиты от коррозии кислыми водами последующих аппаратов, отмывку носителя от сульфат-иона первоначально производят в том же аппарате. Частично отмытый носитель поступает на сетчатый конвейе ) 4 (сетка из нержавеющей стали с диаметром отверстий 0,1—0,2 мм). Алюмосиликат располагается на ленте конвейера слоем толщиной в 2—3 см. Лента конвейера с лежащим на ней носителем движется над сборником промывных вод 7 и орошается сверху водой с помощью форсунки 6. Отмывка носителя продолжается 40 мин. В соответствии со скоростью движения ленты и временем отмывки рассчитывают необходимую длину промывной зоны. Носитель сушат 1 ч в печи 8 тоннельного типа при 120—130°С и пропитывают раствором активных солей в ванне 9. Она представляет собой прямоугольную емкость из нержавеющей стали с паровой рубашкой для создания и поддерживания необходимой тeмпepaтypьL Раствор солей непрерывно циркулирует через ванну с помощью центробежного насоса И. Для облегчения поддержания постоянной концентрации пропиточного раствора, отношение Ж Т в ванне равняется 120. Перемешивание раствора специальными механическими средствами нецелесообразно, поскольку при достаточной мощности циркуляционного насоса И достигается полное смешение в системе ванна, насос, сборник 10. Емкости 13 и 14 используют для приготовления [c.145]

Реакторы периодического и непрерывного действия. Реакторы периодического действия работают при нестационарном технологическом режиме. При этом независимо от степени перемешивания реагирующих масс изменяются во времени не только концентрации реагентов, но и температура, давление, а соответственно и константа скорости процесса. Если периодический реактор работает в режиме полного смешения, то время, необходимое для достижения заданной степени превращения, рассчитывается по характеристическому уравнению (П1.57), которое совпадает с ха-, рактеристическим уравнением реактора идеального вытеснения (П1.18). Следовательно, если были бы возможны одинаковые условия проведения процесса в реакторах периодического действия и идеального вытеснения, то их объемы были бы равны между собой. Однако условия протекания процессов в промышленных проточных реакторах, как правило, лучше, чем в периодических. [c.96]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология