Оптимальное значение реакционных потока

Совершенно очевидно, что один из наиболее перспективных методов крупномасштабного преобразования солнечной энергии основан на использовании биосистем. Широкое применение биосистем для получения энергии способно обеспечить свыше 15 % производства энергии для экономически развитых стран. В последние 10—15 лет намечены новые пути биотрансформации солнечной энергии при фотосинтезе. Установлено, что некоторые микробиологические системы характеризуются высокой эффективностью фотосинтеза. Так, фоторазложение воды, осуществляемое суспензией хлореллы с образованием кислорода, в оптимальных условиях культивирования дает 130—140 л газа с 1 м освещаемой поверхности в сутки. Известно, что одна из особенностей процесса фотосинтеза — уменьшение эффективности преобразования солнечной энергии при высоких значениях интенсивности света. Новые технологии позволяют повысить эффективность фотосинтеза при высокой интенсивности света. Разрабатываются системы, эффективно поглощающие световой поток и обогащенные реакционными центрами по отношению к пигменту. Световые кривые фотосинтеза улучшаются также с увеличением скорости лимитирующей стадии электронного транспорта. Например, проведение процесса при повышенных температурах в системах термофильных микроорганизмов увеличивает эффективность преобразования солнечной энергии при высокой интенсивности света. [c.26]

Ган и Томас [16] исследовали также и эти случаи. Для каждой из указанных схем реакций существует оптимальное значение которое обеспечивает получение оптимального выхода целевого продукта. Однако оптимальное значение меняется и зависит от кинетики в конкретной данной системе. Приняв произвольно, что радиус сферических частиц катализаторов равен -0,25 см, а объемная скорость потока составляет 1 см -сек , авторы получили численное решение этой задачи для каждой реакционной схемы. Для кинетических констант этих схем были выбраны следующие значения = = к 2 = к з = 1 сек и к, , = 10 сек -. Хотя другие числовые значения [c.299]

Для поиска оптимального значения а, соответствующего минимуму суммы удельных энерго-материальных затрат (и, следовательно, себестоимости продукта), может служить уравнение (1-28). Первое слагаемое этого уравнения выражает зависимость расхода (и стоимости) сырья от степени его превращения в реакционном аппарате в условиях оптимального варианта экспериментально установленной зависимости р,, 2(а) и с учетом потерь сырья и продукта на первой и третьей основных стадиях технологической схемы. Второе и третье слагаемые учитывают удельный расход и стоимость энергетических средств и размеры амортизационных отчислений в зависимости от размера потока перерабатываемого сырья и комплекса параметров, характеризующих отдельные процессы. [c.45]

Ранее было отмечено, что контактные узлы сернокислотного производства (см. рис. 23, 24) содержат обратные связи по теплу между реакционной смесью и исходным газом, т. е. представляют собой замкнутые химико-технологические системы. Как показано в работах [85, 86], наличие в схемах контактных узлов обратных тепловых потоков может привести к появлению неустойчивых режимов при определенных значениях параметров. При этом условия баланса по веществу и теплу в разрывах обратных потоков, выполнения которых обычно достигают при проведении итерационного расчета схемы относительно переменных в разрывах , целесообразно перенести на уровень оптимизации, рассматривая их как ограничения типа равенства и считая переменные в разрывах дополнительными варьируемыми переменными [см. задачу 4, выражения (I, 79)—(I, 81)]. Это позволяет в каждой точке расширенного пространства варьируемых переменных, полученной в процессе оптимизации, выполнять расчет лишь разомкнутой схемы, и, таким образом, избежать при выполнении вычислений появления нежелательных нулевых режимов и неоднократной проверки условий неустойчивости. Эти условия достаточно проверить лишь в конечной (оптимальной) точке. Таким образом, прием вынесения ограничений в критерий оптимизации (составную функцию), позволяет перейти к эквивалентной задаче оптимизации для разомкнутой схемы в расширенном пространстве варьируемых переменных. [c.146]

Описание процесса (рис. 54). Для описываемого ниже непрерывного процесса используются пять потоков исходного сырья в тщательно регулируемых соотнощениях. Реакцию получения акрилатов проводят в охлаждаемом реакторе из нержавеющей стали с мешалкой. Реагенты вводятся в реактор под поверхность его содержимого. Оптимальные условия температура 30—50°С, молярное отношение НС1 N1(00)4 изменяется от 1 1,01 до 1 1,2 отношение ацетилен общее количество СО — от 1,01 1 до 1,1 1, отношение спирт общее количество СО — от 1,1 1 до 3 1 (спирт действует как растворитель, снижая вязкость реакционной среды). В связи с наличием пяти видов исходного сырья, которые должны подаваться в реактор практически одновременно и в тщательно регулируемых соотношениях, важное значение приобретает приборное оснащение установки для регулирования подачи сырья. [c.105]

Трудности расчета возрастают для технологических процессов с рециркуляцией материальных потоков, которая широко применяется в промышленной практике, так как очень часто максимальная производительность оборудования достигается не при полной конверсии, а при каком-то оптимальном ее значении. Некоторые же процессы протекают в таких условиях, когда полная конверсия вообще не может быть достигнута по термодинамическим причинам или вследствие химического связывания части сырья образующимися продуктами реакции. В этих случаях исходный продукт, полностью или частично выделенный из реакционной смеси, может направляться снова в реактор. В многостадийных процессах, осуществляемых в нескольких реакторах, наряду со свежей загрузкой, в тот или иной реактор на переработку могут быть направлены аналогичные продукты последующих стадий, что приводит к сложной системе рециркуляции потоков и еще более затрудняет расчет. [c.74]

Вводится понятие условно оптимального режима подсистемы (реактора, реакционного отделения, процесса, установки, цеха, производства и т. д.). Это оптимальный режим, соответствующий фиксированным значениям потоков, связывающих подсистему с иными подсистемами и допустимых по условиям последних [22, с. 15]. Математическая модель объекта определяется как система ограничений, представляемых в виде функциональных и позиционных уравнений. Для упрощения структуры моделей и придания им единообразной формы предлагается использовать покомпонентное описание материальных потоков. Исходя из подхода к объектам моделирования как к объектам управления, предлагается не включать критерий оптимальности в состав модели, т. е. модель объекта НС содержит критерия, а модель задачи управления может его включать. Критерий оптимальности определяется в виде выражения, отражающего требование максимизации (минимизации) некоторой функции входных и (или) выходных переменных объекта [22, с. 16—17]. [c.31]

Заметим, что целевой продукт С сначала образуется из вещества В, а затем превращается в вещество О. Следовательно, если время пребывания реакционной массы в химическом реакторе мало, то концентрация веп ества С в выходном потоке тоже мала. С увеличением времени пребывания концентрация целевого продукта увеличивается. Однако начиная с некоторого момента, концентрация вещества С на выходе реактора начинает умень-щаться, несмотря на увеличение времени пребывания. Отсюда следует, что существует определенное значение времени пребывания реакционной смеси в аппарате, при котором концентрация вещества С в выходном потоке максимальна. Это значение времени пребывания принято называть оптимальным. [c.122]

Задачу оптимального проектирования химического комбината в принципе, можно решить, выражая соответствующие коэффициенты системы уравнений материальных потоков, составленных согласно теории рециркуляции, через кинетические зависимости соответствующих реакций. Однако, в настоящей главе решение этой задачи мы разбн ваем на две части. Первая часть состоит в нахождении глубины пре-вращёния в каждом реакционном аппарате, соответствующей оптимальной работе всего комбината в целом, т. е, нахождении численного значения определяющих оптимальных параметров химического комбината, а вторая часть—в разработке технически наиболее совре- менной технологии отдельных процессов для достижения глубин пре- вращения, соответствующих оптимальной работе всего комплекса, т, е. вопросов, сэязанных с оптимальным осуществлением частных реакций. [c.431]

Более высокие объемы по сравнению с одноступенчатым прямоточным реактором имеет и двухступенчатая система, в которой применяется один лишь метод противотока. Следствием этого является то, что кривая = /щ ( 1) имеет выраженный максимум при Р = 0,54. Что же касается кривой 1+ = рактеризующей зависимость V от Р , для двухступенчатой системы, где наряду с противотоком между ступенями отводится продукт реакции, то она по-прежнему показывает наличие минимального значения объема (1 2)мин = 0,271 д в точке, соответствующей Р = = 0,425. Совершенно очевидно, что рассматриваемая система могла бы иметь еще меньшее значение (У 2)ыт1 бы на глубину гидрохлорировапия в данном случае не оказывало свое отрицательное влияние применение противотока. Наблюдающееся явление следует объяснить своеобразием кинетических закономерностей данной реакции. На рис. 57 показана кинетическая кривая Р = 1 В), характеризующая зависимость глубины гидрохлорирования одного г-моля пропилена в час от содержания хлористого водорода в сырьевом потоке, поступающем в прямоточный реактор постоянного объема (здесь У =0,325 л, а г (, = 69 л/л-час). Из этой зависимости можно видеть, что глубина гидрохлорировапия пропилена при некотором оптимальном содержании хлористого водорода в смеси (7 =1,8 2,2) имеет максимальное значение, после чего при дальнейшем увеличении Н глубина превращения падает. Этим, видимо, и следует объяснить тот факт, что при определенных начальных значениях Н метод противотока не только не оказывает положительного влияния на увеличение скорости химического процесса, но даже уменьшает ее. Следствием этого и является то, что при Я 2,1 для получения равной глубины гидрохлорировапия (Р = 0,8) в противоточном реакторе следует иметь большую реакционную зону, а следовательно, и больший расход катализатора, чем в прямоточном. [c.232]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология