Основы проектирования химических производств. Дворецкий С.И - 36 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

6) конструктивными особенностями реактора;
7) агрегатным состоянием фазы и др.
По первому признаку (по способу подвода сырья и отвода продукта) различают периодические, по-
лупериодические (полунепрерывные) непрерывно действующие аппараты-реакторы.
По второму для проведения гетерогенных процессов выделяются системы газ – жидкость, жидкость
– твердое и газ – твердое; для проведения гомогенных процессов – газо- и жидкофазные; отдельно рас-
сматриваются реакторы для гетеро-каталитических процессов.
По третьему признаку за основу классификации берется режим движения агентов в аппарате. В за-
висимости от гидродинамических условий аппараты для осуществления химических реакций разделяют
на реакторы смешения (аппараты с мешалками), вытеснения (трубчатые) и промежуточного типа.
По четвертому признаку учитываются тепловые эффекты процессов и рассматриваются реакторы
адиабатические (без теплообмена с окружающей средой), автотермические (необходимая для процесса
температура поддерживается без внешних источников тепла), изотермические (постоянная температура в
аппарате поддерживается за счет внешних источников теплоты) и с промежуточными тепловыми режи-
мами.
По пятому признаку в реакторах могут быть реализованы стационарные (статические) и нестацио-
нарные (динамические) режимы работы.
По шестому признаку – конструктивному различают реакторы емкостные (аппараты с мешалкой,
автоклавы, барботажные и пр.), колонные (с насадкой или тарелками); организация теплообмена (труб-
чатые, пленочные и пр.); со взвешенным, движущимся и неподвижным слоем катализатора; аппараты
высокого давления и температуры, электролизеры и прочее.
Классификация реакционных аппаратов по седьмому признаку – агрегатному состоянию основной
фазы в реакторе перекликается с классификацией по второму признаку: различают аппараты с газовой,
жидкой и твердой фазой. Первые в свою очередь разделяют на контактные (с неподвижным и движу-
щимся слоем катализатора) и высокотемпературные; вторые делят по конструктивным признакам на
емкостные (вертикальные и горизонтальные), колонные (насадочные, тарельчатые и пустотелые) и
змеевиковые; третьи – на камерные, барабанные, лопастные и с псевдоожиженным слоем.
Анализ технологического процесса начинается с определения условий равновесия системы в соот-
ветствии с законами гидродинамики и термодинамики. Наибольшее число N переменных (параметров),
которое можно изменять не нарушая равновесия, определяют с помощью правила фаз Гиббса для раз-
личных систем:
Ф2K
−
+
=
N ,
где Ф – число фаз; K – число компонентов системы; N – число степеней свободы, т.е. число независи-
мых переменных, значения которых можно произвольно изменять без изменения числа или вида (соста-
ва) фаз в системе.
Итак, для расчета аппарата, в соответствии с уравнениями приведенными выше, необходимо знать
материальные и тепловые потоки, движущую силу процесса, кинетические коэффициенты. Последова-
тельность расчета такова:
1) на основании закона сохранения материи составляют материальный баланс процесса:
∑
∑
=
кн
МM ,
где
∑∑
кн
, ММ – количество исходных и конечных веществ, соответственно;
2) на основании закона сохранения энергии составляют тепловой баланс процесса:
∑
∑
∑
∑
+=+
поткрн
QQQQ
,
где
∑∑
кн
, QQ – теплота, поступающая в аппарат с исходными материалами и теплота, отводимая из
аппарата с конечными продуктами, соответственно;
∑
р
Q – тепловой эффект процесса;
∑
пот
Q – потери
теплоты в окружающую среду;
3) используя законы термодинамики, определяют направление процесса и условия равновесия;

Страницы