ВУЗ:
Составители:
43 44
Для расчета числа реакторов в каскаде, необходимых
для получения заданной х
А
, широко применяется графиче-
ский метод, основанный на решении системы двух уравне-
ний для каждого реактора каскада. Одно из них – кинетиче-
ское уравнение реакции
u
An
= - k ⋅ ∆ C
An
. (4.12)
Другим является уравнение реактора полного смешения
u
A
n = (-1/τ
n
) C
An
+ C
An-1
/ τ
n
. (4.13)
Последнее уравнение показывает, что зависимость меж-
ду концентрацией компонента А и скоростью его превра-
щения в реакторе полного смешения линейная. Графически
это уравнение представляет собой прямую с тангенсом угла
наклона, равным -1/ τ
n
.
Для определения числа
реакторов в каскаде
(рис.4.3) строят кинетиче-
скую зависимость –u
A
от
C
A
(11). Затем из точки со
значением С
Ао
проводят
прямую tg = -1/τ
n
, графи-
чески отображающую
уравнение (4.13). Точка
пересечения кривой (4.12)
и прямой (4.13) соответст-
вует значению концентра-
ции в первом реакторе. За-
тем определяют концентрацию во втором реакторе, учиты-
вая, что концентрация в первом реакторе является входной
для второго. Поскольку in в каскаде одинаковы, все прямые,
определяемые уравнением (12), параллельны. Операции по-
вторяют до тех пор, пока в очередном реакторе не будет по-
лучена конечная концентрация.
В данной части работы решают следующие вопросы:
1. Изучение влияния гидродинамического режима в
проточном реакторе смешения и каскаде реакторов
на показатели процесса.
2. Использование кинетических закономерностей хи-
мических реакций для расчета единичного реактора
смешения и каскада реакторов.
3. Изучение влияния числа реакторов в каскаде на ре-
зультаты процесса. 4. Определение степени откло-
нения от идеальности в единичном реакторе и кас-
каде при различных режимах.
Описание установки и методика проведения работы.
Исходные реагенты подаются в реактор 14 или каскад
реакторов 11-14 (рис.4.4) из термостата 5 (для 0,1н NaOH) и
6 (для 0,1н этилацетата). В термостатах при помощи регуля-
торов поддерживается постоянный уровень жидкости. Для
задания и регулировки температуры в термостатах 5 и 6 ус-
тановлены контактные термометры. Реагенты поступают в
реакторы 11-14 самотеком. Необходимая скорость подачи
реагентов в реактор регулируется вентилями 1 и 2 и фикси-
руется ротаметрами 3 и 4. Реагенты с заданным расходом
подаются в систему реакторов. Для ввода реагентов в реак-
тор и вывода их из него предусмотрены краны 8, 10, 15 и 16.
Чтобы поддержать постоянную температуру в реакторе, его
помещают в рубашку, по которой циркулирует теплоноси-
тель с заданной температурой.
Реагенты – раствор NaOH и раствор этилацетата – реа-
гируют по мере прохождения через каскад реакторов. Для
определение концентрации NaOH между реакторами уста-
новлены ячейки с электродами 9 для измерения концентра-
ции NaOH по изменению электропроводности смеси при
помощи прибора КСМ-4.
Рис. 4.3. Определение числа реак-
торов в каскаде
43 44
Для расчета числа реакторов в каскаде, необходимых В данной части работы решают следующие вопросы:
для получения заданной хА, широко применяется графиче- 1. Изучение влияния гидродинамического режима в
ский метод, основанный на решении системы двух уравне- проточном реакторе смешения и каскаде реакторов
ний для каждого реактора каскада. Одно из них – кинетиче- на показатели процесса.
ское уравнение реакции 2. Использование кинетических закономерностей хи-
uAn = - k ⋅ ∆ CAn . (4.12) мических реакций для расчета единичного реактора
Другим является уравнение реактора полного смешения смешения и каскада реакторов.
3. Изучение влияния числа реакторов в каскаде на ре-
uAn = (-1/τn) CAn + CAn-1/ τn . (4.13) зультаты процесса. 4. Определение степени откло-
нения от идеальности в единичном реакторе и кас-
Последнее уравнение показывает, что зависимость меж- каде при различных режимах.
ду концентрацией компонента А и скоростью его превра-
щения в реакторе полного смешения линейная. Графически Описание установки и методика проведения работы.
это уравнение представляет собой прямую с тангенсом угла
наклона, равным -1/ τn . Исходные реагенты подаются в реактор 14 или каскад
Для определения числа реакторов 11-14 (рис.4.4) из термостата 5 (для 0,1н NaOH) и
реакторов в каскаде 6 (для 0,1н этилацетата). В термостатах при помощи регуля-
(рис.4.3) строят кинетиче- торов поддерживается постоянный уровень жидкости. Для
скую зависимость –uA от задания и регулировки температуры в термостатах 5 и 6 ус-
CA (11). Затем из точки со тановлены контактные термометры. Реагенты поступают в
значением САо проводят реакторы 11-14 самотеком. Необходимая скорость подачи
прямую tg = -1/τn , графи- реагентов в реактор регулируется вентилями 1 и 2 и фикси-
чески отображающую руется ротаметрами 3 и 4. Реагенты с заданным расходом
уравнение (4.13). Точка подаются в систему реакторов. Для ввода реагентов в реак-
пересечения кривой (4.12) тор и вывода их из него предусмотрены краны 8, 10, 15 и 16.
Рис. 4.3. Определение числа реак- и прямой (4.13) соответст- Чтобы поддержать постоянную температуру в реакторе, его
торов в каскаде вует значению концентра- помещают в рубашку, по которой циркулирует теплоноси-
ции в первом реакторе. За- тель с заданной температурой.
тем определяют концентрацию во втором реакторе, учиты- Реагенты – раствор NaOH и раствор этилацетата – реа-
вая, что концентрация в первом реакторе является входной гируют по мере прохождения через каскад реакторов. Для
для второго. Поскольку in в каскаде одинаковы, все прямые, определение концентрации NaOH между реакторами уста-
определяемые уравнением (12), параллельны. Операции по- новлены ячейки с электродами 9 для измерения концентра-
вторяют до тех пор, пока в очередном реакторе не будет по- ции NaOH по изменению электропроводности смеси при
лучена конечная концентрация. помощи прибора КСМ-4.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- …
- следующая ›
- последняя »
