Непрерывный теплообмен в зоне реакции

Непрерывный теплообмен характеризуется криволинейным распределением температур в зоне реакции со сравнительно плавными переходами от одних их значений к другим. При ступенчатой схеме изменение температур имеет всегда зигзагообразный характер с мо- [c.248]

В таких процессах теплообмен с внешней средой может осуществляться непрерывно (поверхность теплообмена размещается непосредственно в зоне реакции) или ступенчато (теплообменная поверхность размещается вне зоны" реакции в специальных межсекционных устройствах). [c.622]

BOM случае это чаще всего теплообменники смещения с непрерывным вводом и выводом твердого материала (теплообмен осуществляется с непрерывно движущейся сплошной средой — газом или жидкостью). Непрерывный теплообмен возможен также при наличии в твердом теле Источника (Стока) теплоты — скажем, при проведении каталитической гетерогенной реакции с тепловым эффектом теплота реакции воспринимается здесь сплошной средой при постоянных локальных температурах твердого материала и среды. Во втором случае (периодические и полунепрерывные процессы) теплообмен является нестационарным температура твердых тел (крупные элементы, зерна, мелкие частицы) изменяется во времени, в уравнениях теплового баланса появляется составляющая Накопление среда обычно имеет постоянную входную температуру, температура среды на выходе из рабочей зоны может изменяться во времени. Заметим, что при осуществлении стационарных (применительно к рабочей зоне теплообменника) процессов отдельные акты теплопереноса (по отнощению к индивидуальному зерну, например) чаще всего нестационарны. [c.575]

Как известно, теплообмен в политропических реакционных устройствах производится непрерывно или ступенчато. В первом случае требующиеся поверхности размещаются непосредственно в зоне реакции, т. е. эти системы оформляются в виде печей и теплообменников тех или иных схем и конструкций. При ступенчатом регулировании теплообмен производится, как правило, вне зоны реакции, в специальных межсекционных устройствах. [c.18]

Непрерывный теплообмен в зоне реакции [c.249]

В политропических системах с непрерывным теплообменом в зоне реакции весьма большое значение приобретает развитие поверхности [c.290]

Разобранные типы реакторов с непрерывным теплообменом в зоне реакции являются наиболее характерными из применяемых в промышленной практике. Ввиду того, что дать общее рассмотрение всех показателей по каждому типу теплообменных реакторов пля широкого диапазона условий не представляется возможным, были выделены лишь основные вопросы конструирования и установлены имеющиеся тенденции. [c.300]

Как показывают табл. 31 и фиг. 112—116, конструктивные факторы сильно влияют на термодинамические к. п. д. систем с непрерывным теплообменом. При одних и тех же характеристиках процессов [(р оу), Qp, kt и др.] к. п. д. зависит от степени развития удельной поверхности теплообмена (Fy) и коэфициентов теплопередачи (/Соб), так как изменение произведения Коб Fy очень сильно воздействует на характер распределения температур в зоне катализа. При недостаточной интенсивности теплоотвода на 1° С разности температур, характеризуемой произведением КобРу, а также и при чрез мерном съеме тепла термодинамический к. п. д. уменьшается. Это подтверждается рядом расчетов для различных процессов. Например, при гидроочистке бензинов, содержащих 50 /о непредельных, в адиабатических условиях (т. е. когда КобРу = 0) = 0,582 (см. фиг. 108), при умеренном теплоотводе по прямотоку с Коб Ру =1000 ккал м - град- час к. п. д. повышается до 0,896 при дальнейшем же увеличении интенсивности прямоточного теплообмена до /<об/ у = 2000 и 6000 ккал град час- - к. п. д. уже довольно сильно снижается— соответственно до 0,804 и 0,746 (см. фиг. 112). Это является следствием изменения кривых распределения температур в зоне катализа в сторону уменьшения первоначального подъема температуры и значительного снижения ее к концу процесса. Повышение температуры входа в реактор, как показывают пунктирные кривые фиг. 112, приводит к перегревам в зоне реакции выше допустимого значения температуры /тах — /оп [c.341]

Особенностью большинства термических реакций является их способность протекать в широких интервалах температур. Поэтому в стадии предварительного нагрева скорости реагирования могут достигать столь высоких значений, что различать собственно нагревательные и реакционные зоны становится затруднительным. Для этих процессов характерно частичное совмещение стадий нагрева и реагирования, приводящее к особой группе нагревательно-реакционных устройств, являющихся вариантом политропических систем с непрерывным теплообменом. [c.364]

Осуществление высокотемпературных эндотермических превращений часто затрудняется необходимостью применения больших количеств дефицитных жароупорных сплавов вследствие недостаточно интенсивной работы теплообменных устройств. При этом чем выше тепловые эффекты проводимых реакций, тем труднее разрешаются возникающие конструктивно-теплотехнические проблемы. Эти задачи нередко осложняются необходимостью непрерывного вывода твердых отложений из зоны реакции во избежание сокращения рабочего объема реактора и ухудшения теплообмена. [c.382]

Политермический режим характеризуется таким внешним теплообменом, который не является пропорциональным теплоте реакций. Подача или отвод тепла в этом случае может осуществляться через стенку разделяющую охлаждающие или нагревающие потоки, или непосредственное их смешение. При этом теплообмен может быть непрерывным или ступенчатым, когда теплообменные устройства вынесены из зоны реакций. В качестве теплоносителей могут служить сырье, инертные газы, катализаторный раствор. [c.107]

Недостатки непрерывных реакторов с мешалками, основные из которых — громоздкость и большой расход электроэнергии на перемешивание — требовали создания непрерывно действующих реакторов, работающих по принципу идеального вытеснения. Этот принцип может быть осуществлен, если выполнить аппарат в виде трубы достаточной длины. Теплообмен в такой трубе можно осуществить достаточно просто, если ее снабдить рубашкой. Сложность применения таких аппаратов определяется небольшими скоростями реакций в жидкой фазе, что требует создания реакционной зоны очень большой длины для достижения необходимой конверсии. Достаточно сказать, что непрерывно действующий проточный реактор для гидролиза дихлорэтана имеет длину труб порядка 1 км. Большая длина реактора необходима для [c.251]

Управление температурным режимом может осуществляться двумя способами непрерывным и ступенчатым. Для непрерывного отвода или подвода тепла реактор должен иметь поверхность теплообмена, расположенную в зоне реакций. С целью ступенчатого теплообмена поверхность теплообмена размещается вне зоны реакции, т.е. выносится в отдельную часть реактора или вообще выносится из него. При этом тепло может отводиться как при подаче теплоносителя в теплообменное устройство, так и за счет испарения части сырья, продуктов реакции (в случае жидкофазного процесса), а также за счет подачи захоложенного сырья. Подвод тепла может осуществляться при подаче теплоносителя в теплообменное или реакционное устройство. Следовательно, в качестве теплоносителей могут быть использованы сырье и продукты реакции, традиционные теплоносители, катализаторный раствор и др. [c.119]

На практике температурным режимом работы реактора управляют двумя способами теплообмена — непрерывным или ступенчатым. При непрерывном обмене теплотой реактор должен иметь поверхность теплообмена, расположенную непосредственно в зоне реакции, чтобы обеспечить теплообмен на всем протяжении пути реагирующего потока. При ступенчатом теплообмене поверхность теплообмена должна быть размещена вне зоны реакции (вынесена в отдельную часть аппарата или вне его). [c.474]

Подача теплоты может осуществляться через стенку, разделяющую охлаждающийся или нагревающийся потоки, или непосредственным их смешением. Схема теплообмена в реакторе может быть непрерывной (с размещением теплообменников внутри реакционного аппарата) или ступенчатой (теплообменные устройства выносятся из зоны реакции). [c.483]

Контактные аппараты с кипящим слоем катализатора отличаются простотой конструкции. Как правило, это аппараты колонного типа, внутри которых размещается контактная камера, заполненная катализатором. Газ в зону катализатора подается через газораспределительную решетку, обеспечивающую равномерное распределение потока газов по всему поперечному сечению контактного аппарата. Съем тепла реакции осуществляют двумя способами либо с помощью теплообменных элементов, размещенных непосредственно в слое катализатора, либо циркуляцией катализатора через теплообменники, расположенные вне зоны катализатора. Первый метод отвода тепла более прост и надежен в эксплуатации. В этом случае отпадает необходимость в непрерывной циркуляции катализатора через теплообменник в целях поддержания необходимого гидродинамического режима системы. Отличительной особенностью контактных аппаратов КС является также наличие в них пыле отделительных устройств. Высокая стоимость катализаторов, применяемых для окисления нафталина, обусловливает необходимость полного улавливания всего катализатора, уносимого потоком газов из реакционной зоны. [c.181]

Особенности конструкции контактных аппаратов зависят в основном от конструктивного оформления теплообменных устройств. Поддержание оптимального температурного режима — наиболее сложная задача при конструировании контактных аппаратов. Для эндотермических реакций требуется непрерывный подвод тепла в зону катализа для многих каталитических процессов требуется тонкая регулировка температурного режима, чтобы избежать побочных реакций. Наиболее трудно проводятся обратимые экзотермические реакции, при которых требуется неравномерный по высоте аппарата интенсивный отвод тепла из зоны катализа и полезное использование этого тепла. [c.257]

НОЙ ДЛИНЫ. Теплообмен в такой трубе можно осуществить достаточно просто, если снабдить ее рубашкой. Сложность применения этих аппаратов определяется небольшими скоростями реакций в жидкой фазе, вследствие чего необходима реакционная зона очень большой длины для достижения необходимой конверсии. Достаточно сказать, что непрерывно действующий проточный реактор для гидролиза дихлорэтана имеет трубы длиной около 1 км. Для увеличения эффективности процесса нужно обеспечить достаточную скорость течения жидкости в аппарате, чтобы поток был турбулентным. Только при этом условии достигаются требуемое перемешивание реакционной смеси по сечению трубы и достаточная теплопередача. [c.419]

Обычно реакционный аппарат представляет собой цилиндрический сосуд одинакового или разного диаметра, закрытый по концам днищами (крышками). Внутри корпуса размещены опорные решетки для катализатора, распределительные, направляющие и сборные устройства, теплообменные устройства, сепараторы, перемешивающие устройства и т. п. При проектировании реакционных аппаратов обычно стараются взять за основу их функциональное назначение, разделяя реакционную зону и зону регенерации катализатора, так как в этом случае непрерывность процесса можно обеспечить циркуляцией катализатора между реактором и регенератором (например, каталитический крекинг). Когда циркуляцию катализатора осуществить не удается, приходится в одном аппарате осуществлять и основную реакцию, и регенерацию катализатора или его замену. Для обеспечения непрерывности процесса необходимо иметь несколько аппаратов (например, при платформинге). [c.344]

По конструктивным и теплотехническим признакам реакционные аппараты подразделяются на аппараты с непрерывным теплообменом, когда поверхность, через которую отводится или подводится тепло, размещается непосредственно в зоне реакции, и аппараты со ступенчатым теплообменом, когда тенлообменная новерхность размещается вне зоны реакции в снецпальных межсекционных устройствах. [c.585]

Колонные Р.х. могут быть пустотелыми либо заполненными катализатором или насадкой (см. Иасадочные аппараты). Для улучшения межфазного массообмена применяют диспергирование с помощью разбрызгивателей (см. Распыливание), барботеров, мех. воздействия (вибрация тарельчатой насадки, пульсация потоков фаз) или насадки, обеспечивающей высокоскоростное пленочное движение фаз. Р.х. данного типа используют в осн. для проведения непрерывных процессов в двух- или трехфазных системах. Трубчатые Р.х. применяют часто для каталитич. р-ций с теплообменом в реакц. зоне через стенки трубок и для осуществления высокотемпературных процессов газификации. При одновременном скоростном движении неск. фаз в таких реакторах достигается наиб, интенсивный межфазный массообмен. Специфич. особенностями отличаются Р. х. для электрохим (см. Электролиз), плазмохим. (см. Плазмохимическая технология) и радиационно-хим. (см. Радиационно-химическая технология) процессов. [c.205]

Температурным режимом работы реактора можно управлять двумя способами — непрерывным и ступенчатым. При непрерывном управлении реактор должен иметь поверхность теплообмена, раоноложепную непосредственно в зоне реакции, чтобы обеспечить теплообмен на всем протяжении пути реагирующего потока. При ступенчатом теплообмене поверхность теплообмена размещается вне зоны реакции, в специальном теплообменнике. Этот теплообменник служит для дополнительного подогрева или охлаждения реакционной смеси 1До заданной температуры. [c.233]

Применяемые в промышленной практике схемы реакционных устройств с точки зрения термодинамических и конструктивных признаков классифицирования могут быть разделены на адиабатические и п )ли1ропические с непрерывным или ступенчатым теплообменом. Изотермические системы отдельно не выделяются, поскольку в заводских условиях всегда имеются некоторые колебания температур в зоне реакции, что не позволяет причислить их к этому типу . Чисто аниабатические реакционные системы применяются сравнительно редко, а именно при невысоких тепловых эффектах осуществ/1яемых превращений. [c.29]

Сложные политропические системы, сочетающие непрерывный теплообмен в зоне реакции с адиабатизацией в конечных стадиях превращений естественно должны иметь промежуточные конструктивные показатели. [c.277]

Термодинамические к. п. д. политропических систем с непрерывным-теплообменом, как это вытекает из уравнения (2.3.35), зависят толькб от распределения температур в зоне реакции. [c.332]

Политропические реакторы с непрерывным теплообменом вследствие часто наблюдаемого равенства температур входа п выхода из зоны реакции нередко ошибочно принимают за технически изотермические, хотя эффективность работы их, как правило, даже ниже, чем у ступенчатых схем. Условия работы этих систем зависят от основных химико-технологических характеристик процессов и многих конструктивных и чисто теплотехнических факторов. Наряду с общетехнологическими моментами весьма значительное (и часто даже решающее) влияние на ход процесса оказывает интенсивность теплоотвода из единицы объема зоны реакции. Определяющая ее величина тепловой напряженности удельной поверхности теплообмена переменна и, ак известно, равна произведению коэфициента теплопередачи и средней разности температур ( /ср) между реагирующей смесью и хладоагентом. В свою очередь разность температур зависит от распределения тепловыделений по длине аппарата, которое при процессах с криволинейными графиками кинетики резко неравномерно, что отмечалось уже ранее и было показано на фиг. 69 и 70. [c.336]

Темп-рным режимом в реакторе можно управлять с помощью различных способов теплообмена. В Р. х. теплообмен может иметь место на протяжении всего пути реагирующего потока (непрерывно) или же только на отдельных участках его (ступенчато) и осуществляться либо через стенку, либо с помощью теплоагентов смешения, к-рыми могут быть иосторонние, инертные вещества или компоненты реакционной смеси и движущиеся гетерогенные катализаторы. При непрерывном теплообмене через стенку поверхности теплообмена размещаются непосредственно в зоне реакции (рис. 5, I), а при ступенчатом — внутри или вне ее (рис. 5, II). [c.277]

Процессы в реакторах 4-7, 9—11 на рис. 4.1 протекают непрерывно. Рассматриваем режим течения потока через реактор без перемешивания. Профиль скорости по сечению потока принимаем плоским. Это возможно допустить, т.к. во многих реакторах масштаб отклонения много меньше масштаба реакционной зоны. Такой режим потока называют поршневым, или идеального вытеснения. Реактор представим в виде трубки сечением 8, через который проходит поток реакционной смеси величиной (рис. 4.33, в), по мере прохождения которого изменяются концентрации компонентов С. и, в общем случае, температура потока Т вследствие химических превращений. Одновременно с протеканием реакции возможен теплообмен с теплоносителем через стенку. Элементарный объем в этом случае (выделен на рис. 4.33, в) -участок длиной с1/ и объемом с1у = 8й1. В него с потоком входит компонент / в одном количестве КдЦ, а выходит в другом С. + с1С.). Источник вещества в выделенном объеме - химическое превращение ист/ 7)с1Ур. Процесс протекает стационарно (с1УУ./с1/ = 0), [c.157]

Тепловой режим в реакторе регулируют, используя теплообмен через рубашку аппарата, встроенные змеевики или специальные поверхности, в к-рых циркулирует теплоноситель. Более эффект1 вный способ поддержания изотермич. режима — отвод тепла за счет испарения части растворителя и (или) мономера из реакционной зоны (т. наз. автотермический режим процесса). Таким способом ведут П. в р. этилена, пропилена, изобутилена, характеризующиеся большими тепловыми эффектами. Темп-ру процесса в этом случае можно регулировать, подбирая растворитель с определенной темп-рой к пения (используют, напр., смеси растворителей) или соответствующим образом регулируя давление в реакторе. Другой распространенный способ поддержания автотермического режима в реакторе непрерывного типа — использование тепла реакции на подогрев исходной смеси в реакторе смешения. [c.450]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология