Основы моделирования химико-технологических систем. Пахомов А.Н - 8 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Последовательное соединение является основным соединением технологических операторов между собой. При этом со-
единении весь технологический поток, выходящий из предыдущего элемента ХТС, полностью поступает на последующий
элемент ХТС, причём через каждый элемент поток проходит только один раз.
Параллельное соединение:
При параллельном соединении, технологический поток разделяется на несколько потоков, которые поступают на раз-
личные элементы ХТС, причём каждый аппарат поток проходит только один раз. Выходящие из элементов потоки могут
объединяться в один поток, а могут выходить раздельно.
Последовательно-обводное (байпасное) соединение:
При последовательно-обводном (байпасном) соединении через ряд последовательно соединённых элементов ХТС про-
ходит только часть потока, другая часть обходит часть аппаратов, а затем соединяется с частью потока, прошедшего через
элементы ХТС.
Рециркуляционное соединение:
Рециркуляционное соединение характеризуется наличием обратного технологического потока в системе последователь-
но соединённых элементов, который связывает выход одного из последующих элементов с входом одного из предыдущих
элементов. ХТС с использованием этой связи характеризуются коэффициентом рециркуляции, т.е. отношением рециркули-
рующего потока к суммарному (коэффициент всегда меньше единицы).
Следует учесть, что при синтезе и оптимизации ХТС обычно требуется рассматривать достаточно большое количество
вариантов схем, отличающихся технологической топологией. Сократить это количество, а, следовательно, сэкономить время
и деньги помогает, наряду с интуицией разработчика, его умение предварительно оценить эффект, который возможно ожи-
дать при различных видах соединений между элементами ХТС.
Так, например, каскад реакторов идеального смешения (РИС), представляющий собой ряд последовательно соединён-
ных реакторов, вследствие изменения гидродинамической обстановки будет приближаться к реактору идеального вытесне-
ния (РИВ). Таким образом, замена одного РИС на каскад РИС даёт положительный эффект. Замена одного РИВ на каскад
РИВ не даёт никакого эффекта, однако, в случае, если длина РИВ требуется достаточно большой, то бывает более целесо-
образно (с точки зрения более компактной планировки оборудования) заменить один большой реактор на каскад меньших
реакторов.
В качестве примера рассмотрим некоторые основные эвристики по применению различных видов связей между реакто-
рами:
− замена одного РИС на каскад РИС, т.е. последовательно соединённых аппаратов (без изменения общего времени
контакта), позволяет достичь большей степени превращения за счёт изменения гидродинамической обстановки и уменьшить
конструктивный размер каждого реактора. Замена одного РИВ на каскад РИВ позволяет только сократить конструктивный
размер каждого реактора;
− замена одного РИВ или РИС на ряд параллельно работающих реакторов не снижает общую эффективность, но
уменьшает конструктивные размеры параллельно работающих реакторов;
− параллельное подключение дополнительного аппарата позволяет увеличить нагрузку по сырью при сохранении не-
изменной степени превращения или, возможно, достичь более высокой степени превращения (без изменения скорости пода-
чи сырья) за счёт увеличения времени пребывания;
− последовательное соединение применяют, когда необходимо провести химическое превращение в несколько стадий
для эндо- или экзотермических реакций (особенно обратимых), протекающих в адиабатических реакторах, так как позволяет
на каждой стадии поддерживать оптимальную;
− последовательное соединение применяют, когда необходимо провести технологический процесс с выделением како-
го-либо компонента после каждой стадии (например, в многоступенчатом воздушном компрессоре после каждой ступени
сжатия происходит охлаждение газа и выделение капельной влаги);
− параллельное соединение применяют, когда необходимо оптимальным образом распределить нагрузку между па-
раллельно работающими линиями, отличающимися по производительности, например, вследствие падения активности ката-
лизатора, загрязнения теплообменной поверхности и пр.;
− параллельное соединение применяют, когда необходимо увеличить надёжность производства и обеспечить возмож-
ность его работы с минимальной производительностью без снижения эффективности работы оборудования (в случае необ-
ходимости параллельные линии могут быть отключены по экономическим соображениям или для ремонта);
− при байпасном соединении вследствие уменьшения потока, идущего через реактор, увеличивается время пребыва-
ния в реакторе и увеличивается степень превращения сырья в продукты (в реакторе);

Страницы