ВУЗ:
Составители:
12
Для этого достаточно разрешить относительно
2
уравнение ,
описывающее равновесие по первой реакции (равновесие по второй реак-
ции уже учтено в выражении (16):
2
2,2,
2,2,
2,
2,
3
2,
21,
24
2
24
2
)( P
xx
xx
PP
PP
TK
OHCH
COH
OHCH
COH
P
⋅
⋅
⋅
=
⋅
⋅
= , (17)
где р – общее давление в реакционных трубах . Мольные доли определяют-
ся по уравнению (14). Зависимость константы равновесия К
Р ,1
от темпера-
туры описывается выражением , приведенным в табл .1. Уравнение (17) не-
явным образом определяет искомую зависимость
2
от Т
2
. Решение этого
уравнения относительно
2
, ввиду его нелинейности и зависимости правой
части от Т
2
(через входящую в выражения для мольных долей величину
2
), может быть проведено тем или иным численным способом – путем под-
бора величины
2
при фиксированной температуре Т
2
.
На рис .3 представлены рассчитанные зависимости равновесной степе-
ни превращения метана
2
(Т
2
) при разных давлениях р и отношениях .
Как видно, равновесная степень конверсии метана возрастает при уве-
личении Т
2
и и при уменьшении общего давления р . Однако имеются
технические ограничения на область изменения этих параметров. Увели-
чение температуры ограничено термической устойчивостью конструкции
Т . П . и связано с повышением расхода сжигаемого топлива. Максимальная
рабочая температура стенок реакционных труб современных трубчатых
печей не должна превышать 900 - 930
о
С. Увеличение параметра влечет за
собой увеличение объемов аппаратов, повышение расходов энергии на
приготовление пара и на преодоление механического трения при движении
смеси через аппараты . Снижение давления приводит к уменьшению скоро -
стей химических реакций и увеличению требуемых объемов аппаратов. В
заключение отметим , что в действующих трубчатых печах , несмотря на
высокие объемные скорости протекания газовой смеси через реакционные
трубы, достигается степень превращения метана, близкая к равновесной
12
Д ля это го до стато чн о раз реш ить о тн о сительн о 2 уравн ен ие,
о писываю щ ее равн о весие по перво й реакции (равн о весие по вто ро й реак-
ц ии уж е учтен о в выраж ен ии (16):
PH3 2 , 2 ⋅ PCO , 2 xH 2 , 2 ⋅ xCO , 2
K P ,1 (T2 ) = = ⋅ P2 , (17)
PCH 4 ⋅ PH 2 O , 2 xCH 4 , 2 ⋅ xH 2 O , 2
где р – о бщ ее давлен ие в реакцио н н ых трубах . М о льн ые до ли о пределя ю т-
ся по уравн ен ию (14). Зависимо сть ко н стан ты равн о весия К Р,1 о ттемпера-
туры о писывается выраж ен ием, приведен н ым в табл.1. У равн ен ие (17) н е-
я вн ым о браз о м о пределя етиско мую з ависимо сть 2 о тТ2. Реш ен ие это го
уравн ен ия о тн о сительн о 2 , ввиду его н елин ейн о сти и з ависимо сти право й
части о тТ2 (через вх о дя щ ую в выраж ен ия для мо льн ых до лей величин у 2
), мо ж етбыть про веден о тем или ин ым числен н ым спо со бо м – путем по д-
бо равеличин ы 2 при ф иксиро ван н о й температуре Т2 .
Н арис.3 представлен ы рассчитан н ые з ависимо сти равн о весн о й степе-
н и превращ ен ия метан а 2(Т2) при раз н ых давлен ия х р и о тн о ш ен ия х .
К ак видн о , равн о весн ая степен ь ко н версии метан аво з растаетпри уве-
личен ии Т2 и и при умен ьш ен ии о бщ его давлен ия р . О дн ако имею тся
тех н ические о гран ичен ия н а о бласть из мен ен ия этих параметро в. У вели-
чен ие температуры о гран ичен о термическо й усто йчиво стью ко н струкции
Т .П . и свя з ан о с по выш ен ием расх о дасж игаемо го то плива. М аксимальн ая
рабо чая температура стен о к реакцио н н ых труб со времен н ых трубчатых
печей н е до лж н апревыш ать 900 - 930о С. У величен ие параметра влечетз а
со бо й увеличен ие о бъемо в аппарато в, по выш ен ие расх о до в эн ергии н а
приго то влен ие параи н апрео до лен ие мех ан ическо го трен ия при движ ен ии
смеси через аппараты. Сн иж ен ие давлен ия приво дитк умен ьш ен ию ско ро -
стей х имических реакц ий и увеличен ию требуемых о бъемо в аппарато в. В
з аклю чен ие о тметим, что в действую щ их трубчатых печах , н есмо тря н а
высо кие о бъемн ые ско ро сти про текан ия газ о во й смеси через реакцио н н ые
трубы, до стигается степен ь превращ ен ия метан а, близ кая к равн о весн о й
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- …
- следующая ›
- последняя »
