Основы проектирования химических производств. Дворецкий С.И - 116 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Исходные данные: концентрации
(0)
ги.
(0)
CO
(0)
H
(0)
OH
(0)
CO
,,,,
222
ccccc оксида углерода, воды, водорода, двуокиси
углерода и инертных газов на входе в реактор; плотность
i
ρ
и концентрация (объемные доли)
i
c i-го ком-
понента; массовый расход G потока веществ; температура
)0(
T
потока на входе в реактор; тепловой эффект
реакции h , удельная теплоемкость
p
c потока веществ в реакторе, кинетические параметры )(),(),(
1
р
TkTATk
−
.
Требуется построить модель химического процесса, осуществляемого в каталитическом реакторе
конверсии оксида углерода (рис. 49), позволяющую рассчитывать температуру и концентрации веществ
в каждой точке и на выходе реактора.
Примем следующие допущения: 1) химический процесс осуществляется в адиабатическом трубча-
том каталитическом реакторе; 2) режим движения газовой смеси в слое катализатора соответствует ре-
жиму идеального вытеснения.
Выберем в качестве ключевого компонента оксид углерода CO и составим по этому компоненту
уравнение материального баланса:
0),()(
рCO
cг.
COCO
сг.
CO
=−
ρ
+−
ρ
dVTcW
G
dcс
G
c
,
где
−ρ=ρ
∑
=
i
m
i
i
c
1
сг.
плотность парогазовой смеси;
−
ρ
i
плотность i-го компонента; −
i
с концентрация (объ-
емные доли) i-го компонента;
−ρ
сг.
/G
объемный расход потока;
−
р
V
объем реактора.
Учитывая, что −
⋅ρ
=τ
3600)/(
сг.
р
G
dV
d условное время контакта в слое объемом
р
dV
и выполнив предель-
ный переход, получим
.)0(
,
)(
)(
(0)
CO
CO
COOH
COH
1
pOHCO
CO
22
222
cc
ccTA
cckcc
Tk
d
dc
=
+
−
=
τ
−
Далее составим уравнение теплового баланса
0)()(),(
сг.
CO
сг.
р
=+
ρ
−+
ρ
dTT
G
cdThTcWT
G
c
VVV
и, осуществляя предельный переход, получим
.)0(
,
)(
)(
)(
),(
)(
)0(
COOH
COH
1
pOHCO
CO
22
222
TT
ccTA
cckcc
Tkc
Th
TcWc
Th
d
dT
V
V
=
+⋅
−
==
τ
−
Концентрации водяного пара, водорода, двуокиси углерода и инертных газов рассчитываются из
уравнений материального баланса концентраций веществ по известной концентрации ключевого ком-
понента:
;c
;)(
CO
(0)
H
H
CO
)0(
CO
(0)(0)
OH
OH
2
2
O
2
H
CO
2
2
∆−=
∆−=−−=
cc
cccccc
).(1
;
222
2
2
COHOHCOги.
CO
(0)
CO
CO
ccccc
ccc
+++−=
∆−=

Страницы