Лимитирующая стадия химико-технологического процесса

I.S.5. Лимитирующая стадия химико-технологического процесса [c.58]

Режимно-параметрические и технологические приемы и операции обеспечивают ресурсосбережение для каждого химикотехнологического процесса в структуре ХТС за счет микро- и макроскопических воздействий на движущую силу, на кинетику и механизм химических, тепло- и массообменных явлений, а также на гидродинамическую структуру потоков в аппаратах химической технологии. Для эффективного использования любого из таких приемов или операций необходимо прежде всего выявить лимитирующую стадию химико-технологического процесса. [c.72]

При проведении химических процессов исходные продукты на различных стадиях, кроме стадии собственно химического превращения, подвергаются смешению, участвуют в процессах растворения, переноса в зону реакции, нагреваются и т. д. Подавляющее большинство химико-технологических процессов происходит в несколько стадий, но, как правило, одна из стадий является самой медленной и определяет скорость всего процесса. Поэтому выявление и интенсификация лимитирующих стадий является важной задачей при разработке и проекпфовании химико-технологического процесса и, в частности, химического реактора. Понятие лимитирующей стадии химико-технологического процесса изложено в 21.3.1. [c.58]

Большинство химико-технологических процессов многостадийно и включает обычно несколько последовательных стадий. Часто одна из стадий осуществляется значительно медленнее остальных, лимитируя скорость протекания всего процесса. В этом случае для того, чтобы увеличить общую скорость процесса, целесообразно воздействовать прежде всего на лимитирующую стадию. Знание того, какая стадия данного процесса является лимитирующей, часто позволяет упростить анализ, описание и интенсификацию процесса. [c.14]

Так как в химико-технологическом процессе всегда участвует несколько веществ (два минимум), то уравнение (У.16) соответственно усложняется, поскольку появляется несколько коэффициентов диффузии, плотностей и т. п. Поэтому аналитический расчет коэффициента массопередачи практически невозможен и для его определения в каждом конкретном случае нужна постановка специального эксперимента. Сложная зависимость ( .16) может быть упрощена исключением ряда переменных, если известно, в какой области идет процесс — диффузионной, кинетической или переходной. Лимитирующую стадию можно определить, изучая влияние параметров технологического режима на общую скорость процесса и. Если и возрастает с повышением температуры в соответствии с законом Аррениуса (рис. 46) и температурный коэффициент > 1,5, то, как прав 1ло, лимитирующая стадия — химическая реакция, и процесс идет в кинетической области. Если же и растет с увеличением скоростей потоков реагирующих фаз, то лимитирующая стадия — это массообмен между фазами, и процесс идет во внешнедиффузионной области. На рис. 46 показано влияние температуры и скорости газового потока на кинетику процесса в системе Т—Г для обжига, горения, газификации. Из рис. 46 видно, что в области низких температур скорость процесса резко повышается с ростом температуры, так как определяющей стадией служит химическая реакция. В области высоких температур скорость химических реакций настолько возрастает, что процесс переходит в диффузионную область и общую скорость процесса лимитирует степень турбулизации газового потока (пропорциональная скорости газа гш ). Такой вид кривых зависимости скорости процесса или выхода продукта от температуры и скоростей реагирующих фаз (или от степени их перемешивания) характерен и для других гетерогенных систем. [c.109]

Лимитирование важно учитывать как при описании процессов, так и при выборе наиболее эффективных приемов их интенсификации и управления химико-технологическими процессами. Эти приемы различны для разных областей протекания ХТП. Для эффективного воздействия на процесс технологу необходимо определить лимитирующую стадию, т. е. выявить область протекания ХТП, а затем воздействовать именно на лимитирующую стадию. При протекании процессов как в крайних, так и в переходных областях изменение скорости одной стадии приводит к изменению скоростей и других стадий. При этом возможен переход процесса из одной области протекания в другую. [c.73]

Наиболее типичными целевыми функциями физической интенсификации при заданных ограничениях являются сокращение продолжительности лимитирующих стадий процессов, сокращение энергозатрат, увеличение производительности и к. п. д., улучшение качества продуктов, получение продуктов со свойствами, не достигаемыми по традиционной технологии, уменьшение габаритов аппаратов и расхода материалов на их изготовление, экономия сырья, проведение совершенно новых процессов, улучшение экономических и эргономических характеристик оборудования, ведение непрерывных управляемых процессов. Обрабатываемые вещества совместно с аппаратом и условиями, при которых проходит процесс, образуют сложную физико-химическую систему. Подобная система характеризуется взаимосвязью отдельных частей и их взаимодействием между собой, со смежными системами в общей химико-технологической системе и с окружающей средой. Свойства и поведение системы являются в общем случае динамическими и стохастическими. [c.7]

Для изучения химико-технологических процессов создаются АСНИ, специализированные на задачах анализа кинетики каталитич. хим. р-ций. Элементы исследуемого объекта-реакционноспособные фрагменты молекул и активные центры катализатора осн. задача-выбор эффективных каталитич. системы и режшыа работы катализатора. Для решения этой задачи синтезируются варианты гипотетич. маршрутов хим. р-ций, по к-рым в ЭВМ автоматически составляются системы дифференц. ур-ний, представляющих собой мат. модели кинетики р-ций. Число вариантов моделей ограничивается по результатам предварит. экспериментов. На основе анализа входных и выходных расходов и концентраций потоков, т-р и давлений в исследуемых реакторах (в контролируемых условиях тепло- и массообмена внутри реакц. слоя) оцениваются константы скоростей и энергии активации в ур-ниях кинетики. Анализ особенностей кинетич. ур-ний дает возможность планировать последующие эксперименты для сокращения числа гипотез и выбора оптимальных условий использования каталитич. системы. Выявление лимитирующих стадий процесса позволяет найти направление совершенствования катализатора. Принципиальное улучшение исследований данного класса стало возможным на базе изучения кинетики хим. р-ций в динамич. режимах и благодаря слежению физ. методами (ЭПР, диэлькометрия и др.) за состоянием активных центров катализатора в ходе р-ций. [c.27]

Для каждой из действуюцщх химико-технологических систем (ХТС) рассматриваются три этапа предварительного анализа классификация ХТС, определение оптимальных технологических маршрутов и составление оптимального расписания. В результате анали ш определяются лимитирующие стадии для титанатов металлов - прокалка, МЦФП - осаждение пасты, нитраты и оксиды свинца - кристаллизационная очистка. Оптимизация "узких мест" производства без привлечения дополнительных объемов оборудования проводится за счет оптимизации и стабилизации технологических процессов, реализуемых на данной ХТС. Например, при реконструкции действующего производства соединений свинца, только за счет оптимизации структуры потоков и технологического режима, повышена производительность на 70% [16]. [c.104]