Аппарат профиль температур

В адиабатическом и неизотермическом реакторах в стационарном режиме устанавливается специфический для данного аппарата профиль температуры. Характер распределения температуры в реакционной зоне таких реакторов зависит от типа и размеров аппарата, от структуры потока в нем, условий тепло- и массообмена, а также от особенностей осуществляемых химических реакций. [c.172]

Кратко остановимся на обстоятельствах, влияющих на характер поперечных градиентов. Если экзотермическая реакция протекает в цилиндрическом реакторе вытеснения, из которого тепло отводится через стенку путем внешнего охлаждения, то можно ожидать что профиль температуры будет иметь форму, сходную с профилем, приведенным на рис. 10 а, т. е. реагирующая среда будет более нагрета вблизи центра, чем у стенки. Может показаться поэтому, что поперечные градиенты не могут иметь места при отсутствии поперечного отвода тепла, т. е. в реакторе с идеально изолированными стенками. Однако при этом необходимо также учитывать градиент скорости. Поскольку жидкость или газ вблизи центра аппарата движутся быстрее, чем у стенки, повышение их температуры на данном участке по длине реактора меньше (так как реакция протекает слабее), и таким образом форма профиля температур получается обратной (рис. 10, б). (Более наглядно это можно представить ири рассмотрении холодного потока реагирующего газа, подаваемого в реактор, который дает шлейф, проходящий ио центру.) [c.52]

Реакционный узел дегидрирования алкилбензолов можно выполнять разным образом. Один из вариантов— трубчатый реактор, обогреваемый топочным газом, по типу, изображенному на рис. 138 (стр. 473). Его достоинство — близкий к изотермическому профиль температуры, что позволяет получать повышенную степень конверсии при хорошей селективности. Высокие металлоемкость и капитальные затраты на такой реактор привели, однако, к созданию других аппаратов — со сплошным слоем катализатора, не имеющих поверхностей теплообмена (рис. 141, а). Они работают в адиабатических условиях, и реакционная смесь постепенно [c.480]

Для того, чтобы определить оптимальный профиль температур в реакторе и найти отсюда максимальную скорость образования целевого продукта, нужно знать состав исходной смеси на входе в аппарат и зависимость скорости реакции От температуры. На основании этих данных можно вычислить скорость реакции как функцию температуры и степени превращения и затем представит указанные зависимости графически (рис. УП1-8 или VHI-9). Пунктирные лй- [c.217]

Подвод тепла в реакторы или его отвод из них имеет большое значение для создания необходимых температурных условий проведения реакций и, в частности, определенного профиля температур в аппаратах. Когда температура реакционной массы может существенно изменяться при выделении или поглощении тепла в процессе взаимодействия веществ, тепловой эффект нужно учитывать при расчете реакторов. Рассмотрим связь между теплотой реакции и теплообменом с окружающей средой для реакторов различных типов в случае эндотермических и экзотермических реакций. [c.221]

Рассмотрим теперь важный частный случай построенных математических моделей — модель динамики теплообмена в конденсаторах. Для простоты будем считать, что конденсируется насыщенный пар. При конденсации насыщенного пара его температура однозначно определяется давлением, и если давление пара в аппарате меняется незначительно, можно считать, что температура пара в любой точке аппарата одинакова. Следовательно, из построенных математических моделей можно исключить уравнения для профиля температур более нагретого теплоносителя, так как его температура является известной величиной, т. е. уравнения (1.1.21) преобразуются к виду [c.12]

Следовательно, в этих условиях развитие процесса может лимитироваться по некоторым компонентам из-за наступления термодинамического равновесия. Поэтому, вероятно, увеличение числа реальных тарелок в абсорбере (более 25—30) не способствует повышению эффективности процесса. Таким образом, в условиях адиабатического режима поглощение нежелательных компонентов в абсорбере приводит к повышению средней температуры абсорбции и неблагоприятному формированию профиля температур по высоте аппарата и, как следствие, является одной из причин снижения эффективности процесса разделения природных и нефтяных газов. [c.208]

Рис. 1. Профиль температур контактного аппара- Рис. 2. Полочные контактные та с внутренним теплообменом (охлаждение по- аппараты

Омылитель непрерывного действия представляет собой двухшнековый горизонтальный аппарат (смеситель типа СНС-300). Шнеки одновременно выполняют несколько функций транспортируют высоковязкую реакционную смесь, гомогенизируют ее и дробят выпадающий из раствора гель. Получение продукта в виде порошка и сведение к минимуму налипаний на стенки аппарата обеспечиваются правильным выбором профиля шнеков и зазора между шнеками и корпусом аппарата. Необходимая температура реакции (45—55 °С) поддерживается путем подачи в рубашку аппарата горячей воды. [c.98]

Согласно теории оптимизации процессов, оптимальный температурный профиль в реакторах или их последовательностях соответствует максимуму дифференциальной селективности в каждом из их элементов. Тогда для расчета оптимального профиля температур в аппарате идеального вытеснения можно рекомендовать такой метод- Весь объем реактора условно делят на секции с небольшой величиной АХа в каждой из них (например, 0,05 или 0,10). Секцию рассматривают как реактор полного смешения и, применяя соответствующие алгебраические уравнения, находят toпт для каждой секции, начиная с первой. В итоге получают кривую оптимальных температур по степени конверсии. Для периодических условий разбивают общую длительность реакции на ряд промежутков с небольшими АХа, когда скорости можно считать приблизительно постоянными. При реализации процесса в каскаде реакторов полного смешения оптимальную температуру в каждом из них определяют аналогично. Во всех случаях поиск максимума селективности и соответствующей ему температуры осуществляют на цифровых ЭВМ, а в более простых случаях — на микрокалькуляторах. [c.356]

Рис. 6.32. Схема комбинированной гидрогенизации смолы и профиль температур по аппаратам

Уравнения (2.93) позволяют рассчитать профиль температуры как сплошной, так и дисперсной фазы по высоте аппарата при известных значениях степени перемешивания, объемного коэффициента теплопередачи, режимов работы и конструктивных особенностей аппарата. [c.129]

В качестве характеристики профиля использовалось отношение тепловых потоков фаз 5) [см. уравнения (2.93)]. Значения характеристики профиля 1 изменялись в пределах 0,231—2,429. В зависимости от значения 5] кривые рис. 2.35 условно можно подразделить на три группы 5 < 1 1 51 > 1. Для режимов работы с 5 1 характерно линейное уменьшение температуры в центральной части колонны, и профили с одинаковыми значениями 5) в этой части колонны параллельны. С увеличением расхода сплошной фазы, а значит, и с уменьшением 51 скачок температуры сплошной фазы вверху колонны уменьшается, причем для режимов работы с с I в основном теплообмен происходит в центральной и нижней частях колонны, С увеличением расхода дисперсной фазы, то есть с увеличением значений 5], скачок температуры сплошной фазы на входе в колонну увеличивается, и для 5] > 1 он достигает 50 % и более. Объясняется это увеличением содержания дисперсной фазы в колонне, что приводит к возрастанию захвата сплошной фазы каплями дисперсной, а также к появлению циркуляционных токов жидкостей в верхней и нижней частях аппарата. Всего был замерено около 300 профилей температуры. [c.131]

Значительное изменение составов на отдельных участках колонны обусловливает соответствующий профиль температур по высоте аппарата. Как видно из приведенного на рис. 56 графика для режима / = 4,42, температура в районе ввода питания рассмотренной выше этиленовой колонны (см. стр. 165 и 196) меняется на 55 темпера-15 °К. В нижней части колонны также турного профиля по высо-происходит резкое изменение темпе- те этиленовой колонны ратуры. Наличие скачка концентра- (У =4,42). ций и температур в процессе ректификации многокомпонентной смеси свидетельствует о термодинамических потерях. Поэтому вопрос о составах на тарелке питания приобретает важное значение для решения проблемы уменьшения расхода энергии при разделении смесей. [c.229]

Особая группа задач оптимизации — задачи, в которых критерий оптимальности представляет собой не функцию, а функционал [см. раздел 13, обсуждение формул (13.26) — (13.27)]. Так бывает, если критерий зависит не от значений каких-то факторов, а от характера непрерывного изменения этих факторов например, если протекание переходного процесса определяется непрерывным изменением управляющего воздействия во времени, или если состав смеси на выходе из аппарата идеального вытеснения определяется профилем температуры по всей его длине. В таких задачах используют вариационные методы (вариационное исчисление, динамическое программирование, принцип максимума). [c.252]

КИ (б о) на входе. Эти параметры зависят от конструкции распределительных устройств и свойств жидкости. Предложено и применяется на практике большое число различных конструкций распределительных устройств для аппаратов со стекающей пленкой жидкости. Для большинства из них характерно существенное изменение скорости по сечению пленки. При этом условия на входе отличаются от рассмотренной выше модели пленочного течения, основанной на условии постоянства скорости по сечению пленки. Поэтому расчеты по приведенным выше уравнениям нуждаются в корректировке с учетом специфических особенностей рассматриваемого распределительного устройства. Определение длины входного участка представляет интерес для процессов тепло- или массообмена, проводимых в пленочных аппаратах, поскольку в связи с разной гидродинамической обстановкой на входном участке и на участке установившегося режима движения условия протекания этих процессов различны. Поскольку для обычных жидкостей критерии Прандтля Рг = v/a (а — коэффициент температуропроводности) и Шмидта S = = v/D ф — коэффициент диффузии) значительно больше единицы, то длина участка гидродинамической стабилизации меньше длины участков формирования профилей температур и концентраций. Относительная роль входного участка, естественно, тем больше, чем меньше высота орошаемой поверхности. [c.48]

Рис. 1. Профиль температур контактного аппарата с внутренним теплообменом (охлаждение посторонним теплоносителем)

Очищенные до металлического блеска свинцовые листы укладывают на подготовленную поверхность и деревянными молотками обивают по профилю изделия. Одновременно передвижным газовым нагревателем нагревают корпус аппарата до температуры 265° С, при которой происходит плавление припоя между корпусом и свинцовыми листами. После этого листы начинают обкатывать чугунным роликом, что обеспечивает плотное заполнение припоем местных зазоров. Обкатывание продолжают и в процессе охлаждения листа до температуры 205—215° С. Места стыковки свинцовых листов обрабатывают гомогенным способом. [c.52]

Судя по экспериментальным профилям температур по высоте слоя адсорбента в адсорбере в различные моменты после ввода аммиака в адсорбер, происходит нагрев его в верхней части аппарата до [c.188]

Прогрев порошка производился паром. В процессе проведения опыта с помощью термопар измерялись температура пара, а также температура газовзвеси на расстоянии 2 мм от стенки и в центре аппарата. Все показания были выведены на электронном потенциометре, что давало возможность построить профиль температур в любой момент времени. [c.50]

В обоих случаях выгоден, следовательно, оптимальный профиль температуры по длине реактора вытеснения или ее ступенчатое изменение в каскаде аппаратов полного смешения. Общее решение задачи нахождения оптимальных температур для получения максимальной селективности сводится к решению системы дифференциальных уравнений, но сильно усложняется из-за того, что переменными являются не только концентрации, но и сами константы скоростей или их отношения, зависящие от температуры. Здесь мы касаемся лишь некоторых, более простых прило- [c.418]

Пример 4. Для обратимой экзотермической реакции A=ptB найдены А с,298=19Д АЯ=—75 000 Дж/моль, 1=3-107 ехр(—48600// Г) мин->. Найти оптимальный профиль температуры для реактора идеального вытеснения и оптимальную температуру для аппарата полного смешения при Ха=0,60,. если верхний предел температур составляет 65 °С. [c.329]

Целевая реакция эндотермична, но Е <Ег- В этом случае влияние температуры на кинетический и термодинамический факторы селективности противоположно, что должно привести к наличию оптимальной температуры процесса. Более того, в начальный период, когда реакция еще далека от равновесия, преобладающее влияние на селективность оказывает соотношение k2 ki и благоприятна пониженная температура. Затем в уравнении селективности все большую роль играет член (1//(i) b, для уменьшения которого и роста селективности следует увеличивать Ки т. е. повышать температуру. Следовательно, при проведении процесса в периодических условиях, в реакторе идеального вытеснения или в каскаде становится оптимальным повышающийся профиль температур по степени конверсии, а в единичном аппарате полного смешения — некоторая оптимальная температура, зависящая от ДЯ, AHi и Хд. [c.354]

Переход от периодического процесса смешения в емкости с мешалкой к непрерывному процессу с использованием статического смесителя-реактора позволяет повысить безопасность производства, существенно уменьшить габаритные размеры реактора и снизить потребление энергии. На рис. XVII-10 смеситель-реактор показан в момент установки статического смесителя. Статические смесители в таких реакторах играют роль теплообменных поверхностей и выполнены из труб, внутри которых циркулирует теплоноситель. Подобным образом удается реализовать реакторы вытеснения с заранее заданным профилем температуры по длине аппарата. [c.455]

Изменение температуры по высоте слоя. Кривая тепловыделений имеет такой же вид, как и кривая кинетики процесса. Поэтому в шахтных аппаратах при адиабатическом режиме профиль температур по высоте слоя будет зависеть от порядка [c.86]

В аппаратах с отводом тепла через стенку профиль температур по длине слоя будет зависеть от соотношения скоростей тепловыделений и теплоотвода. Интенсивность теплоотвода по длине слоя остается приблизительно величиной постоянной. Поэтому в конце слоя, где тепловая нагрузка имеет минимальное значение, температура будет понижаться. Профиль температур по длине слоя будет иметь вид, изображенный на рис. 3.21. При этом во всех точках слоя температура выше той, которая является оптимальной [c.87]

В трубчатых аппаратах на продольный профиль температур оказывает влияние направление движения теплоносителя. В случае прямоточного движения теплоносителя и реагентов максимальная разность температур, а следовательно, и максимальное количество отводимого тепла имеют место в начале слоя. Максимальное количество тепла, выделяющегося или поглощаемого при реакции, также характерно для начала слоя. Поэтому при пря.моточном движении теплоносителя и реагентов удается добиться более равномерного профиля температур по длине слоя, чем в случае противоточного их движения, когда скорость тепловыделений максимальна в начале слоя, а разность температур теплоносителя и реагентов [c.88]

Рис. 3.25. Профиль температур в трубчатом аппарате для эндотермической реакции

Изменение температуры по высоте слоя. Кривая тепловыделений имеет такой же вид, как и кривая кинетики процесса. Поэтому в шахтных аппаратах при адиабатическом режиме профиль температур по высоте слоя будет зависеть от порядка реакции. Поперечный градиент температур в аппаратах шахтного типа при хорошей теплоизоляции корпуса отсутствует, вследствие чего профиль температур по высоте слоя будет определять поле температур во всем объеме катализатора. [c.71]

II. Определение пристенного коэффициента теплоотдачи при одномерном потоке теплоты по радиусу аппарата [31] совместно с коэффициентом теплопроводности (раздел IV. 3, метод II, стр. 114). Разница температур Af r определяется непосредственным замером профиля температуры в слое. [c.130]

Распределение температур в печи для обжига известняка и в слое агломерируемой железной руды по истечении 3 мин от момента воспламенения материала (который дополнительно содержит твердое топливо, если не участвует в экзотермической реакции при проведении процесса) представлено на рис. 1Х-31. Зажигание осуществляется с помощью с )орсунки, расположенной рядом с бункером, из которого руда засыпается на ленту. Профиль температур газов по длине ленты при обжиге цемента в этом аппарате приведен на рис. 1Х-32. [c.383]

Чтобы обеспечить наилучший выход продукта в трубчатом реакторе, необходимо поддерживать такой профиль температур, который соответствовал бы изменению температуры в периодическидействующем аппарате с той же реакционной массой. Требуемый профиль обычно достигается тем, что реактор изготав- [c.44]

Бейрон [7] предложил более обоснованный метод расчета реакторов вытеснения с неподвижным слоем катализатора. В методе Бейрона, позднее усовершенствованном Смитом [8], не используется допущение о постоянстве температуры по попереч ному сечению аппарата. Этот метод позволяет определять профиль температур, а также производительность реактора. [c.55]

Перейдем к рассмотрению изменения профилей различных параметров вдоль реактора в системе с рециркуляционной петлей. Необходимое превращение на выходе из реактора может быть получено различными изменениями вдоль реактора параметров системы — температуры, давления, концентрации. Оно связано с количеством рециркулируемых в начало реактора компонентов. Естественно, что для каждой конкретной реакции роль указанных факторов проявляется по-разному. Несомненно, что широкое использование результатов одновременного поиска изменения профилей различных параметров может привести к весьма интересным результатам. Однако для решения этой задачи желательно дальнейшее совершенствование математических методов оптимизации и более детальное изучение химических аспектов процесса. Рассмотрение реакции дегидрирования этана показало, что существует определенный профиль температуры, который отвечает максимальной нроизвоцительности реактора по целевому продукту. При этом расход исходного сырья не является максимальным и соответствует строго определенной селективности и глубине превращения на выходе из реактора. Следовательно оптимальные профили изменения параметров режима эксплуатации действующих реакторов должны определяться одновременным изменением производительности аппарата. В частности, исследования по определению оптимального температурного профиля для консекутивной реакции показали, что в этом случае необ ходимо реакцию начать с самой высокой температуры оптимального профиля. Затем углубление процесса следует проводить по мере снижения температуры также в соответствии с оптимальным профилем, найденным, подчеркиваю, для рециркуляционной системы. Кстати, в этом плане применение увеличенной рециркуляции непрореагпровавшего сырья в адиабатических реакторах (таких, как реактор для каталитического дегидрирования этилбензола в стирол) люжет значительно повысить их мощность по свежему сырью. Прп такой постановке вопроса реакторы должны конструироваться таким образом, чтобы они удовлетворяли требованиям теории. Это противоречит существующему укоренившемуся положению, когда реакция осуществляется в готовой конструкции реактора в зависимости от его возможностей, [c.15]

В некоторых производствах находят применение регенеративные ТА, которые имеют только одно рабочее пространство, куда горячий (греющий) и холодный (нагреваемый) теплоносители поступают поочередно. Такой ТА содержит некоторую массу (кирпичную или металлическую, как в холодильной технике) большой общей теплоемкости, которая воспринимает теплоту от греющего теплоносителя и затем отдает ее нагреваемому теплоносителю. Преимуществами регенеративных ТА являются сокращение их общего рабочего объема, что существенно при теплообмене больших газовых объемов, и относительная простота конструкции. Однако поочередность выхода теплоносителей обусловливает и основной недостаток аппаратов регенеративного типа — непрерывное изменение температур теплоносителей на выходе из аппарата в пределах каждого цикла нагревание—охлаждение. Расчет регенеративных ТА значительно отличается от расчетов рекуперативных аппаратов непрерывного действия (см. ниже), поскольку здесь необходимо определять величины коэффициентов теплоотдачи от обоих теплоносителей к теплообменной поверхности при непрерывном изменении ее температуры, а также необходимо решать задачу нестационарной теплопроводности насадки с переменным критерием Био (см. 4.1.4), в котором коэффихщенты теплоотдачи зависят от переменной температуры поверхности стенки. Кроме того, начальным распределением температуры внутри теплоаккумулирующей массы насадки для каждого цикла работы ТА здесь служит неравномерный профиль температуры, соответствующий [c.338]

Результаты этой серии опытов приведены на рисунках 2-4. Характер температурного профиля, его изменения с высотой и линейной скоростью так же, как и опыты по перемешиванию газа, свидете-чьстЕуют о наличии циркуляции катализатора по аппарату. Выравнивание температур при увеличении линейной скорости газа происходит медаеннее, чен выравнивание концентраций. [c.78]

Эффектом теплопроводности по оси аппарата при этом пре небрёгают. Для определения. Хг по формуле (V. 34) требуется найти вторые производные из профиля температур по радиусу трубы. Незначительные неточности в измерениях могут привести к значительным ошибкам в расчете. Предложены различные методы сочетания аналитического решения задачи с графическим [57], уменьшающие ошибки определения по формуле (V. 34). [c.346]

В тех случаях, когда значение пористости е для слоя в оригинальной работе не приводилось для расчета В и Reg, нами принималось значение е по нормальным данным (см. раздел 1.2) с учетом отношения Dg Jd. В табл. V. 4 не включены значения Хг из работы [44], так как в коэффициент теплопроводности вошло пограничное сопротивление переносу тепла у стенки аппарата (см. раздел V. 4). Это замечание относится также к некоторым более ранним работам. Не включены в сводку результаты работы [55] по причинам, указанным выше при обсуждении различных методов определения кг- Измерения, приведенные в табл. V. 4, проводились, как правило, в условиях, когда переносом тепла лучеиспусканием можно было пренебречь, кроме данных Яги и Кунии [33] но шарам. Измерения, проведенные в области более высоких температур [33], не вполне достоверны из-за использования скользящих зачехленных термопар, которые могли дать ошибку при измерениях радиального профиля температур. [c.364]

Пример № 2. Поисковые исследования по катионной сополимеризации триоксана были вьшолнены в реакторе периодического действия. Триоксан растворяли в растворителе, в котором полимер образовывался в виде суспензии набухших частиц. Молекулярная масса полимера по ходу процесса увеличивалась и достигала требуемого значения при предельных конверсиях мономера. Для проведения подобного процесса в промышленных условиях целесообразно использовать реактор периодического действия с определенным профилем температур. Вариант использования каскада реакторов смещения был отвергнут, так как транспортирование суспензии из аппарата в аппарат сопряжено с большими трудностями. [c.144]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология