Общая химическая технология. Брянкин К.В - 26 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Ввод индикатора имитирует возмущение в потоке, таким возмущением может быть изменение температу-
ры, концентрации вещества, скорости движения жидкости и др.
C(
τ
) C(
τ
)
τ
τ
а) б)
Рис. 2.23. Кривые отклика в РИС-Н:
а – при ступенчатом вводе индикатора;
б – при импульсном вводе индикатора
Сравнение кривых отклика идеальных и реальных реакторов позволяет уточнить математическую
модель реактора и, соответственно, повысить точность расчета.
3. Реакторы с различными
тепловыми режимами
До сих пор при определении условий проведения процессов в реакторах влияние температуры не учиты-
валось, т.е. исследовались процессы в изотермических условиях при Т = const. Между тем, в большинстве слу-
чаев температура в процессе изменяется и оказывает существенное влияние на кинетику, статику и селектив-
ность химических процессов. Поэтому в большинстве практических случаев в реакторе создают определенный
температурный режим, обеспечивающий высокую эффективность процесса. В зависимости от теплового эф-
фекта протекающих реакций, а также от оптимального температурного режима, который необходимо поддер-
живать в реакторе, от реакционной смеси либо отводят тепло, либо к ней подводят тепло, или же температур-
ный режим в реакторе сохраняют таким, каким он самопроизвольно устанавливается в соответствии с тепло-
вым эффектом реакции.
В связи с этим выбор теплового режима в реакторах и разработка методов его поддержания имеют
большое практическое значение.
Уравнения, отражающие работу реактора с учетом влияния температуры, могут быть получены из уравне-
ний материального баланса при условии, что в эти уравнения вместо постоянного значения константы скорости
(что справедливо для изотермических условий) вводят ее значение из уравнения
k = k
0
e
–E/RT
.
Так, например, если это сделать для РИС–П (или РИВ), то с учетом уравнения (2.7), получим
()
∫∫
−
−
−
==
А
Х
Х
RТЕ
п
А
А
п
А
п
А
А
А
А
еХ
dХ
kСkС
dХ
С
00
0
1
0,
0,
1
1
τ
.
Температура реакционной смеси Т является сложной функцией многих переменных (степени превращения
исходного реагента, теплового эффекта реакции, условий теплообмена с окружающей средой и др.), поэтому
интегрирование вышеприведенного уравнения связано с большими трудностями. Для каждого типа реактора
составляют уравнения теплового баланса, а затем в эти уравнения вводят необходимые данные из уравнений
материального баланса, поскольку тепловой баланс зависит от количества прореагировавшего исходного реа-
гента, от массы реакционной смеси и других показателей, что отражается уравнениями материального баланса.
3.1. КЛАССИФИКАЦИЯ РЕАКТОРОВ
С РАЗЛИЧНЫМИ ТЕПЛОВЫМИ РЕЖИМАМИ
Каждый тип реактора может работать в трех режимах: адиабатическом, изотермическом и политропиче-
ском.
При адиабатическом режиме в реакторе отсутствует теплообмен с окружающей средой и тепло химиче-
ской реакции полностью расходуется на изменение температуры реакционной смеси.
При изотермическом режиме путем подвода или отвода тепла в реакторе поддерживают постоянную тем-
пературу в течение всего процесса.
При политропическом режиме температура в реакторе непостоянна, при этом часть тепла может отводить-
ся от реакционной смеси или подводиться к ней.

Страницы