Реакторы гидродинамическая обстановка

Для оптимизации тепло- и массообменных аппаратов и химических реакторов необходимо выявить участки с наихудшей для осуществляемого процесса гидродинамической обстановкой. Для [c.128]

Однако сложность гидродинамической обстановки в аппаратах взвешенного слоя предопределяет особый подход к их моделированию. Существующие модели реактора со взвешенным слоем отличаются различными степенями его идеализации. При обработке результатов исследования каталитических процессов на лабораторном реакторе используют два пути 1) считают, что лабораторный реактор подобен промышленному, тогда возможно сделать масштабный переход на основе теории подобия 2) на основании принятой модели структуры слоя составляют систему дифференциальных уравнений материального баланса элемента слоя, для которой ряд коэффициентов определяется на основании лабораторных исследований. [c.115]

Иная гидродинамическая обстановка создается в реакторе с насадкой. В любой точке на поверхности насадки скорость жидкости или газа падает до нуля точно так же, как ато имеет место на внутренней стенке аппарата. Этот эффект торможения приводит к значительному выравниванию средних скоростей по поперечному сечению реактора по сравнению со случаем отсутствия насадки в условиях достаточно низкой общей скорости потока, допускающей образование параболического профиля. (Под средней скоростью здесь понимается скорость, усредненная по площади, большей сравнительно с размерами зерен насадки). Иными словами, насадка способствует образованию такого распределения средних скоростей, которое лучше отвечает модели идеального вытеснения. [c.65]

Гидродинамическая обстановка в аппарате, физико-химические свойства фаз системы, конструктивные особенности реактора и др. обусловливают механизм взаимодействия частиц дисперсной фазы, соотношение скоростей их дробления и коалесценции в ходе процесса сополимеризации, что находит отражение в формировании гранулометрического состава сополимера. [c.273]

Различными методами исследована гидродинамическая обстановка в реакторах с неподвижным слоем катализатора, а также внутренняя структура самого слоя. Предложен и применен новый метод изучения структуры зернистого слоя — рентгеновская томография, которая позволила выявить распределение частиц во внутренних сечениях. Псследования структуры слоя и распределения фильтрующегося потока показали, что возникновение локальных неоднородностей — горячих пятен однозначно определяется способом загрузки. Оценено влияние стенки реактора на температурный профиль и распределение скорости в слое. Ил. 6. Библиогр. 14. [c.173]

Лёгкость обслуживания (хорошая управляемость) реактора КС обеспечивается простотой конструкции, термоустойчивостью в работе, облегченной возможностью автоматизации и большей взрывобезопасностью по сравнению с реакторами фильтрующего слоя. Главное внимание приходится уделять стабильности гидродинамической обстановки, определяющей степень неоднородности, слоя и соответственно показатели его работы. [c.109]

Для ориентировочных расчетов можно воспользоваться уравнениями идеальных реакторов, в которых гидродинамическая обстановка косвенно учитывается через к. п. д. полки т). Например, для 1-го слоя, учитывая большое число псевдоожижения W (следовательно, интенсивное иеремешивание фаз и большое количество газа в пузырях), расчет времени контактирования ведем по одной из формул Борескова для условий полного смешения [c.275]

Для определения конструкции и размеров любого реактора необходимы сведения 1) о скоростях протекания химических реакций, тепло- и массопередачи 2) о гидродинамической обстановке в реакторе. [c.88]

В математическом описании реактора изомеризации н-пентана приняты следующие допущения гидродинамическая обстановка в промышленном аппарате близка к потоку идеального вытеснения тепловой режим является адиабатическим активность катализатора стабильна в течение длительного времени, тепловым балансом можно пренебречь. В окончательном виде математическое описание, полученное интегрированием исходной системы дифференциальных уравнений, выглядит так [c.52]

Сложность гидродинамической обстановки в газожидкостных реакторах не позволяет пока достаточно строгим анализом получить уравнения для расчета коэффициентов массопереноса как в газовой, так и жидкой фазах, и затруднения, прежде всего, обусловлены подвижностью границы раздела фаз, что осложняет математическое описание проникновения турбулентных пульсаций в пограничный диффузионный слой. Поэтому в настоящее время при расчетах массопередачи в промышленных аппаратах приходится пользоваться эмпирическими уравнениями, ориентируясь на надежность результатов только в условиях, близких к экспериментальным. [c.42]

Сложность гидродинамической обстановки в аппаратах кипящего слоя предопределяет особый подход к их расчету. При моделировании каталитического реактора необходимо учитывать влияние как кинетических закономерностей процесса, так и гидродинамических факторов на выход продукта. Наибольшее распространение получили двухфазные модели, учитывающие наличие неоднородностей в слое (см. гл. 1). [c.271]

Трубчатые газлифтные реакторы относятся к аппаратам, при расчете и проектировании которых можно воспользоваться методом элементного моделирования. Суть его заключается в том, что результаты исследований массообмена, полученные на модели с одной барботажной трубой, распространимы на все трубы промышленного реактора, если в них сохраняется гидродинамическая обстановка модельных испытаний. Это условие существенно облегчает методику эксперимента, позволяя использовать в качестве объекта исследований двухтрубную модель аппарата (см. рис. 48). [c.111]

Условия теплообмена в трубах реактора определяются гидродинамической обстановкой в них и прежде всего структурой газожидкостного потока. [c.118]

В химическом производстве вещества перерабатываются с целью изменения физического состояния, содержания энергии и состава. Превращение одних веществ в другие происходит в реакторах. На степень превращения влияют многочисленные факторы кинетика реакции, гидродинамическая обстановка, тепло-массообмен и т.д. Подавляющее большинство процессов химической технологии (механические, тепло-массообменные) протекают на физическом уровне, т.е. не связаны непосредственно с химическими превращениями веществ, да и элементарные акты химических реакций также имеют физическую природу [1]. [c.5]

В данной работе сформулированы основные принципы моделирования циклических режимов в сложных реакторных системах. Целесообразность их применения демонстрируется на примере гетерогенного реактора низкотемпературного синтеза метанола. Модель базируется на серии допущений, которые определяют гидродинамическую обстановку в аппарате, постадийный механизм экзотермической реакции образования целевого продукта, адиабатичносгь условий проведения процесса, незначительность изменения активности катализатора, нулевой порядок реакции химического превращения, сложный состав объема катализатора. [c.64]

Условия внешнего обмена между гранулой и потоком реагентов прежде всего определяются гидродинамической обстановкой в реакторе. В этом отношении промышленные реакторы можно приближенно разделить на два класса [c.84]

Уточняется влияние диффузионных параметров и организуется процесс (в соответствии с кинетической илп диффузионной областью его течения создается необходимая гидродинамическая обстановка) далее с учетом выбранной модели процесса определяется коэффициент эффективности реактора (см. стр. 296). [c.411]

На следующем масштабном уровне рассмотрим гидродинамическую] обстановку в реакторе в целом, состоящем из узлов распределения, смешения потоков, теплообмена и реакционной зоны - слоя катализатора. [c.231]

Поскольку гидродинамическая обстановка и температурный режим в основном определяют кинетику процесса, протекающего в реакторе, представляется возможным использовать их, как основу для классификации реакторов. А именно, рассматривать реакторы, работающие в предельных гидродинамических режимах — идеального вытеснения и полного (идеального) смешения в изотермических, адиабатических, или же политермических условиях. Подобная идеализация позволяет исключить из рассмотрения второстепенные черты процесса и использовать те, которые определяют поведение системы. [c.80]

Из уравнения (П1.65) видно непосредственное влияние на соотношение скоростей концентрации исходного реагента. Гидродинамическая обстановка, т. е. модель реактора, влияет на скорость процесса главным образом через концентрацию исходного вещества А, которая понижается по логарифмической кривой при идеальном вытеснении и равна конечной при смешении. Предположим, что порядок основной реакции П выше порядка побочной п-,, т. е. и разность между ними П —П2 = т. Тогда уравнение [c.98]

Температура существенно влияет на результат химического процесса в целом и особенно на химическую реакцию. Поэтому для создания в реакторе оптимальных температурных условий, в частности определенного профиля температур, необходимо учитывать тепловой эффект реакции, подвод или отвод теплоты, теплофизические свойства реагирующих веществ, температуры на входе и выходе из реактора, а также гидродинамическую обстановку в нем. [c.102]

По существу, задача выбора оборудования решается с самого начала разработки технологической схемы уже при выборе способа реализации процесса. Задав конструкцию аппарата, тем самым выбирают семейство аппаратов, отличающихся лишь геометрическими размерами. Гидродинамика потоков внутри аппарата, его эффективность определяются конструкционными особенностями. Поэтому этап выбора оборудования не может рассматриваться обособленно, без оценки гидродинамической обстановки, условий тепломассопереноса, гидравлических расчетов. Всякий раз при изменении геометрических размеров аппарата возникает необходимость повторения указанных расчетов, поскольку меняются параметры, определяющие его эффективность (например, скорость движения фаз, продольное перемешивание и т. п.). Основой для выбора оборудования обычно являются ГОСТы, ОСТы или ведомственные нормали, определяющие стандартные ряды типового оборудования. В последнее Е ремя проводятся работы и по стандартизации гидродинами-ч[еской структуры потоков в отдельных аппаратах (например, в реакторах с мешалками), что существенно сокращает время вы-б>ора необходимого оборудования. Выбор оптимальной кон-с трукции аппарата и его типоразмеров является итерационной задачей и поэтому любая информация об эффективности в конкретных условиях эксплуатации лишь упростит процедуру расчета. [c.63]

В основу всех двухфазных моделей заложено раздельное рассмотрение влияния гидродинамики и кинетики на показатели каталитического процесса. Такой подход оправдан далеко не всегда. Процесс, сопровождающийся существенным изменением объема, протекая в плотной части КС, должен привести к локальному изменению скорости газа и, следовательно, к изменению гидродинамической обстановки в слое. Образование и подъем пузырей определяют интенсивность перемешивания твердых частиц и, как следствие, температурный режим работы реактора. Частицы катализа- [c.278]

Кипящий слой отличается от неподвижного сложностью гидродинамической обстановки, которая приводит к увеличению числа параметров, определяющих выходные показатели работы реактора. Вследствие разницы в скоростях начала взвешивания сопоставление экспериментальных данных для частиц разного размера затруднительно при одинаковых значениях линейной скорости газа. Давление в КС оказывает такое же действие, как и в неподвижном слое, на скорость газофазного каталитического процесса и равновесный состав смеси. Однако с ростом давления снижаются скорости начала взвешивания и уноса, слой становится более однородным. Таким образом, традиционные подходы, применяемые для реакторов с фильтрующим слоем катализатора и заключающиеся в анализе влияния скорости процесса и времени контакта на выход продукта, непригодны для КС. [c.279]

Многообразие процессов, осуществляемых в КС, и сложность гидродинамической обстановки не позволяют разработать единую методику расчета каталитического реактора. Материал данного раздела ориентирован на применение различных двухфазных моделей для расчета широкого круга газофазных каталитических процессов. [c.282]

Гидродинамическая обстановка при окислении диоксида серы в КС характеризуется следующими параметрами размер зерен катализатора от 0,5 до 2,5 мм кажущаяся плотность ванадиевого катализатора 1350 кг/м линейная скорость газа 0,3—1,5 м/с высота слоя от 0,15 до 0,6 м плотность газовой смеси при рабочих температурах 400—600 °С 0,4—0,7 кг/м вязкость (3-ь4)-10 Па-с (в зависимости от температуры и состава реакционной смеси) [1]. При таких диапазонах изменений диаметра частиц, высот слоя и линейных скоростей газа расчет реактора окисления диоксида серы целесообразно проводить по двухфазной модели с полным перемешиванием в плотной фазе. Диффузионной составляющей межфазного массопереноса в выражении (5.24) для крупных частиц можно пренебречь. Тогда на основании материальных балансов (5.26), (5.27) и (5.23) для однополочного аппарата КС, на входе которого отсутствует 50з, уравнения модели примут вид [c.284]

Оценка параметров диффузионной модели в аппаратах с переменным продольным перемешиванием. При исследовании колонных аппаратов обычно определяют усредненный коэффициент продольного перемешивания, хотя в реальных условиях он может быть различным на разных участках. Это может быть вызвано непостоянством структуры потоков по высоте аппарата и их физических свойств, местными нарушениями этой структуры. Обычная диффузионная модель в этих случаях недостаточно точно отражает физическую сущность процесса. Это особенно важно при оптимизации и проектировании тепло-, массообменных аппаратов, химических реакторов, когда необходимо выявить участки с наихудшей для проведения процесса гидродинамической обстановкой. Для этого нужно определить параметры продольного перемешивания Ре на отдельных участках аппарата. [c.97]

Несмотря на известную простоту применения диффузионной модели для описания химических процессов, все же ее уравнения нельзя пока считать достаточно обоснованными, что особенно проявляется при анализе распределения времени пребывания в жидкофазных реакторах с насадкой. В этих реакторах с помощью вероятностных характеристик, полученных на основе уравнений диффузионной модели, не удается объяснить ни характер деформации (асимметрии) кривой распределения, ни аномалии в величине коэффициента продольного переноса. Поэюму был выдвинут ряд диффузионных моделей, которые физически более точно и совершенно отражают гидродинамическую обстановку в слое катализатора. Две из них [40, 41, 143], учитывающие застойные зоны, рассмотрены ниже. [c.76]

Обмен газом между непрерывной и дискретной фазами внутри слоя является важным фактором, требующим обязательного учета при расчете реакторов с псевдоожиженным слоем. Рассмотрение поведения пузырей не входпт в задачу данной главы однако, следует иметь в виду, что пузыри могут влиять на гидродинамическую обстановку в непрерывной фазе, а это существенно нри выборе техники измерений. [c.54]

Гидродинамические ф а т т о р ы. Формально к этой группе относятся характеристики д1ежфазной поверхности и перемешивания по сплошной и дисперсной фазам. Однако роль гидродинамических факторов значительно шире, так как гидродинамическая обстановка в реакторе определяет в конечном счете не только интегральную скорость тепло- и массообмена, но и интегральную скорость химической реакции. [c.12]

В химическом производстве вещества перерабатываются с целью изменения состояния, содержания энергии и состава. Превращение одни с химических веществ в другие происходит в реакторах. На степень превращения влияют многочисленные факторы кинетика реакции, гидродинамическая обстановка, тепло-массообмен и др. Подавляющее большинство процессов химической лехнологии (меха- [c.17]

Эффективность работы аппаратов с пеподвпжнымп зер-НПСТЫЛП1 слоями твердых частиц, в частности гетерогенных каталитических реакторов, во мпогом определяется гидродинамической обстановкой в слое. Речь идет прежде всего о создании однородных условий работы аппаратов большой единичной мощности. [c.3]

Рассматривая проблему связи между гидродинамической обстановкой в реакторе и его производительностью, можно указать на расчетные исследования некоторых каталитических процессов [1, 2], в частности копверспи окиси углерода и синтеза аммиака, [c.131]

По мере того, как возрастает концентрация N2O4, общая скорость процесса все более будет зависеть от линейной скорости газа, обусловленной гидродинамической обстановкой в реакторе. [c.164]

Изменекия гидродинамической обстановки в реакторе, происходящие при изменении скорости газового потока (Шг) и высоты пенного слоя (Н), позволяют исследовать работу реактора по моделям идеального вытеснения, полного смешения, ддффузионной илв ячеечной. В ходе исследований производится определение, корректировка коэффициентов, проверяется адекватность моделей и исследуется влияние указанных переменных параметров на коэффициент массопередачи к. п. д. и интенсивность работы абсорбера,. [c.229]

Совместно с Л.С.Гордеевым и А.Ю.Винаровым сформулированы научные принципы анализа, оптимизации, масштабирования и проектирования биотехнологических процессов. С позиций системного подхода последовательно проведен анализ эффектов и явлений, происходящих в биохимическом реакторе на микро- и макроуровне. Разработаны математические модели, учитывающие кинетику роста микробных популяций, транспорт питательного субстрата к клеткам и гидродинамическую обстановку в реакторе, характеризуемую эффектами се1регации ферментациогшой среды и неидеальностью структуры потоков в реакторе большого объема. Предложена методика решения задачи масштабного перехода от лабораторных установок к промышленным биореакторам на основе вычислительных экспериментов. Показаны направления оптимизащш конструктивных и режимных параметров биотехнологических процессов. [c.13]

Диаметр частиц влияет на значение скоростей начала взвешивания и уноса, а также на степень использования внутренней поверхности катализатора. Сопоставление показателей процесса на катализаторе различного зернения целесообразно при одинаковых величинах избытка скорости над началом взвешивания. При увеличении в определенных пределах размера частиц, а следовательно, скорости начала взвешивания и рабочей скорости газа снижаются время пребывания реагентов в плотной фазе, степень использования внутренней поверхности катализатора и скорость процесса. Но одновременный и существенный рост доли газового потока, проходящей в плотной фазе, проводит, как это показано на рис. 5.18,6, к повышению степени превращения реагентов, что вместе с возрастанием рабочей скорости газа обеспечивает увеличение производительности реактора. Укрупнение частиц целесообразно до некоторого предела, после которого выход продукта будет снижаться за счет уменьшения скорости процесса и времени контакта газа в плотной фазе. Увеличение выхода продукта с ростом размера зерен катализатора наблюдается и в других процессах [11, 22, 23]. Для частиц различного размера при одинаковых числах псевдоожиження не обеспечивается подобие гидродинамической обстановки в слое [1]. Поэтому рассмотрение влияния размера частиц на показатели процесса при фиксированном значении числа псевдоожижения менее наглядно. [c.281]

На рис. 5.23 показаны результаты такого расчета. В широком диапазоне изменения температур на входе в реакторе реализуются три стационарных состояния два устойчивых при низком и высоком (верхнее) значении х и одно неустойчивое (показано пунктиром). Границы области множественных стационарных состояний зависят не только от состава реакционной среды, но и от гидродинамической обстановки в слое. С ростом избытка скорости Агю и уменьшением начальной высоты слоя температура зажигания Тзаж реактора увеличивается. Достаточно сложный характер поведения реактора, сульфатизация ванадиевой контактной массы при пониженных температурах должны учитываться при пуске. После вывода реактора на устойчивое верхнее состояние температура входа может быть понижена. [c.287]

На новых крупнотоннажных опытно-цромыпшенных УЗК с целью улучшения гидродинамической обстановки в реакторах использован аксиальный ввод садья. Расположение патрубка ввода по центру крышки нижнего люка определяет осевую симметрию распределения скоростей потока сырья и температурного поля реактора, т.е, существенно изменяет гидро- и термодинамическую обстановку и распределение прочностных свойств кокса в объеме реактора. [c.148]