Режимы работы реакторов идеального вытеснения и смешения

Большинство процессов содового производства основано на массо- и теплообмене при непосредственном взаимодействии жидкостей и газов. Поэтому основная аппаратура содовых заводов однотипна и представляет собой барботажные колонны, составленные из чугунных секций —царг. Царги, служащие низом (базой) и верхом колонн, полые или несут газораспределительные или брызгоотбойные устройства средние же царги заключают в себе барботажные колпачковые тарелки (пассеты). Абсорберы, теплообменники, промыватели имеют обычно многоколпачковые тарелки для увеличения поверхности тепло-и массообмена. Аппараты, в которых циркулируют суспензии и выделяются осадки, — карбонизационные и дистилляциониые колонны имеют одноколпачковые тарелки. В многополочных барботажных колоннах содового производства каждая полка работает по принципу смешения. Однако из-за большого количества полок общий режим в колонне приближается к режиму вытеснения и расчет этих реакторов можно вести, пользуясь закономерностями, характеризующими идеальное вытеснение. Примерные расходные коэффициенты на 1 т кальцинированной соды (95% Naa Os) [c.96]

В режиме идеального смешения концентрации реагентов постоянны по всему объему аппарата. Непрерывный переход от резина идеального вытеснения к режиму идеального смешения можво проследить в рамках диффузионной модели, решая уравнение (VI.14) или (VI.15) с граничными условиями (VI.27) и оценивая изменение степени превраш ения и статистических характеристик распределения при уменьшении числа Пекле. Режиму идеального вытеснения соответствует предельный случай Ре оо, а режиму идеального смешения — Ре 0. Все промежуточные режимы иногда определяют как режимы неполного смешения. Согласно сказанному выше, диффузионная модель далеко не всегда пригодна для описания работы реакторов в режиме неполного смешения. При расчет трубчатых реакторов х)на оказывается справедливой только ври больших числах Пекле, когда гидродинамический режим реактора приближается к режиму идеального вытеснения при этом расчет реактора в приближении идеального вытеснения обеспечивает обычно достаточную для технологических целей точность результатов, и влияние продольного перемешивания потока может быть учтено как малая поправка. При расчете реакторов малой протяженности, где продольное перемешивание особенно заметно и могут наблюдаться сильно размазанные функции распределения, необходимо уже учитывать реальную физическую картину процессов переноса вещества, так как диффузионная модель в этих условиях не применима. [c.213]

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]

Степень перемещивания реагирующих масс в реакторах непосредственно влияет ва режим их работы. Полное смешение обеспечивает постоянство параметров, в частности температуры во всем реакционном объеме, а при идеальном вытеснении температура, как правило, изменяется по высоте реакционного объема. В результате в реакторах вытеснения меняется константа скорости реакции и соответственно скорости процесса. При сравнении моделей идеальных реакторов вытеснения и смешения условно принято постоянство температуры и соответственно константы скорости реакции для всех типов реакторов. Влияние температуры, рассмотрено отдельно. [c.81]

Таким образом, достижение устойчивого установившегося режима эксплуатации реактора с фракционной рециркуляцией имеет большое преимущество для повышения оптимальных показателей процесса. Вопрос об устойчивости установившегося режима реактора с фракционной рециркуляцией ставится впервые и, как видно, может иметь большое практическое значение. Эффективность фракционной рециркуляции здесь была выявлена на частном примере. Желательно в последующем дать общее решение этого вопроса. Однако совершенно очевидно, что использование фракционной рециркуляции с варьированием как степенью превращения компонентов сырья, так и составом рециркулята во многих случаях приведет к аналогичному результату. Здесь мы подходим к проблеме с точки зрения увеличения производительности аппарата, не принимая во внимание других аспектов вопроса, когда может оказаться, что смешение крайне необходимо и удобно по чисто технологическим соображениям. Мы говорим о смешении потому, что реактор идеального вытеснения с суммарной рециркуляцией — это своего рода смесительный аппарат, режим работы которого с повышением степени рециркуляции (доли возвращаемой части потока от общей массы) все больше приближается к режиму работы реактора идеального смешения, и при Кл = с теоретически реактор работает в режиме идеального смешения. [c.217]

Вопросы для повторения. 1. Какие процессы происходят в реакторных устройствах 2. По каким признакам классифицируют химические реакторы 3. Каков принцип работы аппарата периодического действия 4. Чем характеризуется стационарный режим работы аппарата непрерывного действия 5. По какому принципу работает аппарат полупериодического действия 6. Какие режимы потоков возможны в аппаратах непрерывного действия 7. Чем отличается режим идеального смешения от режима идеального вытеснения В каком режиме работают реальные аппараты 8. Как классифицируются химические реакторы по тепловому режиму работы 9. В каких случаях применяются технологические схемы с последовательным соединением реакторов смешения 10. Для чего используются дополнительные дозировки исходного компонента в аппаратах технологической схемы 11. В каких случаях применяются схемы с противотоком компонентов [c.244]

Промышленные аппараты могут работать в режиме идеального смешения, в промежуточном режиме и в режиме идеального вытеснения. Наиболее эффективным является режим идеального вытеснения. Степень приближения режима, имеющего место в реальном аппарате, к режиму идеального вытеснения называется коэффициентом полезного действия (к. п. д.) аппарата и выражается соотношением 1] =Тв/Тр. а, где Тв — время, необходимое для достижения заданной степени превращения в аппарате идеального вытеснения Тр. а — время, необходимое для достижения той же степени превращения в реальном аппарате. Так как реакционные аппараты с мешалками работают в режиме идеального вытеснения при периодической работе и в режиме идеального смешения (Тсм) при непрерывной работе, то к. п. д. будет характеризовать эффективность перевода жидкофазного реактора с периодической работы на непрерывную 11 == Те/Тс . [c.35]

Последовательный каскад реакторов полного смешения. Главным элементом исследований в лабораторной работе является каскад реакторов полного смешения. Вследствие неполноты завершения процесса в одной ступени реактора идеального смешения прибегают к использованию последовательно соединенных реакторов полного смешения — каскада реакторов. Чем больше реакторов в каскаде, тсхм ближе режим к реактору идеального вытеснения. Для расчета числа ступеней каскада могут быть рекомендованы некоторые методы. [c.245]

Найденные кинетические параметры реакций, протекающих в изученной системе, приведены в табл. 7. Эти результаты в дальнейшем легли в основу математического моделирования и расчета опытно-промышлейного реактора синтеза винилнорборнена i[52]. С целью обоснованного выбора оптимального типа реактора были выполнены расчеты реакторов идеального смешения и идеального вытеснения с ламинарным и турбулентным движением реакционной смеси. Реактор смешения оказался неэффективным из-за низкой селективности по целевому продукту. Стабильный тепловой режим и хороший выход винилнорборнена можно было бы получить в реакторе вытеснения с ламинарным потоком. Но при этом внутренний диаметр реакторной трубы не должен превышать 20 мм, а это неприемлемо в производстве вследствие конструктивных трудностей и возможного забивания трубы полимерами в процессе работы. [c.36]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология