Химическая технология. Кузнецов В.А. - 7 стр.

UptoLike

Составители: 

7
Рис .2. Схема потоков веществ в трубчатой печи первичного реформинга.
Как показано ниже, интегральные уравнения материального и энерге-
тического баланса в совокупности позволяют, при некотором дополни-
тельном предположении о режиме протекания процесса, установить функ-
циональную связь между показателем полноты конверсии метана в реак-
ционных трубах Т . П . и управляющими параметрами, т.е. параметрами, ко -
торые технолог может в определенных пределах целенаправленно изме-
нять для обеспечения оптимального режима процесса. К последним могут
быть отнесены соотношение пар: метан в питающем потоке, температура
смеси на входе в реакционные трубы и количество теплоты , передаваемое
реагирующей смеси через стенки реакционных труб за счет сжигания газа
в печи. Подогрев пара и метана перед подачей их в реакционные трубы
осуществляют путем утилизации теплоты отходящих печных газов.
Уравнения материального баланса
по составляющим химико -
технологическую систему химическим элементам для стационарного ре-
жима функционирования системы имеют вид:
, (4)
где , моль/с поток i-го элемента через j - й вход или выход, l общее
число входов и выходов; поступающие в систему потоки считаются поло-
жительными, а отводимые из системы отрицательными.
Поток отдельного химического элемента выражается через соответст-
вующие потоки химических компонентов системы в соответствии с эле-
ментным составом каждого из компонентов.
При анализе конкретной системы удобно использовать абсолютные
величины потоков веществ . Обозначим через , моль/с абсолютные ве-
личины потоков i-го вещества соответственно на входе (j = 1) и выходе (j =
2) реакционных труб. Тогда уравнение баланса по углероду примет вид:
                                          7




Рис.2. Сх емапо то ко в вещ еств в трубчато й печи первичн о го реф о рмин га.

      К ак по каз ан о н иж е, ин тегральн ые уравн ен ия материальн о го и эн ерге-
тическо го балан са в со во купн о сти по з во ля ю т, при н еко то ро м до по лн и-
тельн о м предпо ло ж ен ии о реж име про текан ия про цесса, устан о вить ф ун к-
ц ио н альн ую свя з ь меж ду по каз ателем по лн о ты ко н версии метан а в реак-
ц ио н н ых трубах Т .П . и упра вляю щ и м и па ра м етра м и , т.е. параметрами, ко -
то рые тех н о ло г мо ж етв о пределен н ых пределах целен аправлен н о из ме-
н я ть для о беспечен ия о птимальн о го реж имапро ц есса. К по следн им мо гут
быть о тн есен ы со о тн о ш ен ие пар:метан в питаю щ ем по то ке, температура
смеси н авх о де в реакцио н н ые трубы и ко личество тепло ты, передаваемо е
реагирую щ ей смеси через стен ки реакцио н н ых труб з а счетсж иган ия газ а
в печи. П о до грев пара и метан а перед по дачей их в реакцио н н ые трубы
о сущ ествля ю тпутем утилиз ации тепло ты о тх о дя щ их печн ых газ о в.

У р авнения матер иал ьно го бал анс а по со ставля ю щ им х имико -
тех н о ло гическую систему х имическим элемен там для стацио н арн о го ре-
ж имаф ун кц ио н иро ван ия системы имею твид:



                                               ,   (4)

где     , мо ль/с – по то к i-го элемен та через j-й вх о д или вых о д, l – о бщ ее
число вх о до в и вых о до в; по ступаю щ ие в систему по то ки считаю тся по ло -
ж ительн ыми, ао тво димые из системы – о трицательн ыми.

     П о то к о тдельн о го х имическо го элемен тавыраж ается через со о тветст-
вую щ ие по то ки х имических ко мпо н ен то в системы в со о тветствии с эле-
мен тн ым со ставо м каж до го из ко мпо н ен то в.

     П ри ан ализ е ко н кретн о й системы удо бн о испо льз о вать а б со лю тн ые

вели ч и н ы по то ко в вещ еств. О бо з н ачим через  , мо ль/с – абсо лю тн ые ве-
личин ы по то ко в i-го вещ ествасо о тветствен н о н авх о де (j = 1) и вых о де (j =
2) реакц ио н н ых труб. Т о гдауравн ен ие балан сапо углеро ду приметвид: