Основы проектирования химических производств. Косинцев В.И - 209 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

Таблица 9.5. Тепловой баланс колонны синтеза аммиака
Приход тепла Расход тепла
Статьи прихода кВт Статьи расхода кВт
Газовая смесь
Реакция синтеза
Охлаждающая вода
1550
10806
4706
Газовая смесь
Охлаждающая вода
Потери тепла
4620
11588
854
Итого 17062 Итого 17062
9.3. ТЕПЛООБМЕН В РЕАКТОРАХ
При проведении реакции при постоянной температуре (изотермический
процесс) степень превращения реагентов зависит от их концентрации и не за-
висит от температуры, поэтому уравнение материального баланса можно
проинтегрировать и получить зависимость степени превращения от времени.
При неизотермическом проведении процесса (адиабатическом или про-
граммно регулируемом) приходится решать совместно уравнения материаль-
ного и теплового баланса с учетом зависимости скорости реакции от темпе-
ратуры и, при необходимости, процесса теплопередачи.
Для создания приблизительно изотермических условий в реакторе мож-
но применить несколько способов теплообмена:
− теплообмен при постоянной скорости теплопередачи; когда реактор
обогревается топочными газами или пламенем, коэффициент теплопередачи
изменяется мало, а температура настолько высока, что изменение температу-
ры реагентов практически не влияет на температурный напор;
− теплообмен при постоянном коэффициенте теплопередачи; например,
в аппаратах с мешалкой коэффициент теплопередачи зависит в основном от
скорости перемешивания, которую можно держать постоянной, и скорость
теплопередачи будет определяться изменением температуры реагентов;
− автоматическое регулирование скорости теплопередачи путем регули-
рования расхода теплоносителя или изменения температуры его фазового
перехода, например за счет давления.
Последний способ, в принципе, является самым лучшим, но не всегда
экономически целесообразным.
Теплообмен в реакторах смешения. Рассмотрим химическую реак-
цию
A+B=R+ΔH
r
,
где ΔH
r
– энтальпия реакции, Дж/моль.
Запишем уравнение теплового баланса, относя мольные энтальпии к
некоторой температуре Т
С,
например 0 ºС, являющейся уровнем отсчета.
Начальная температура реагентов Т
0
, конечная – Т:
209

Страницы