Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АрхитектураБиологияГеографияДругоеИностранные языки
ИнформатикаИсторияКультураЛитератураМатематика
МедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогика
ПолитикаПравоПрограммированиеПсихологияРелигия
СоциологияСпортСтроительствоФизикаФилософия
ФинансыХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

Влияние кинетики на выбор типа реактора

Структура математической модели химического реактора | Реактор идеального смешения периодический РИС-П | Реакторы непрерывного действия | Каскад реакторов идеального смешения | Селективность, выход, степень превращения | Влияние температуры на селективность | Последовательные реакции | Зависимость селективности от степени превращения | Химические реакторы с неидеальной структурой потока. | Ячеистая модель |


Читайте также:
  1. I. Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода.
  2. I. СОЦИАЛИЗМ — ИСТОРИЧЕСКИЙ ВЫБОР БЕЛОРУССКОГО НАРОДА
  3. II. Критерии однородности выборок
  4. Lt;.р Влияние экологической ситуации на преступность
  5. VII. Выбор других препаратов, которые бы потенциировали лечебный эффект выбранных средств.
  6. VII. Выбор и расчет посадок ведомого вала редуктора.
  7. А14. Выбор ответа

Выбор реактора зависит от многих технологических, экономических и конструктивных факторов. Важнейшими показателями работы реактора, которые определяют экономичность химического процесса, есть:

1. Размер реактора (от которого зависит интенсивность);

2. Селективность (избирательность процесса);

3. Выход продукта.

 

 

1) Простая необратимая реакция типа

A R

Превращение идет в одном направлении, и чем выше степень превращения, тем больше выход продукта. Поэтому для таких реакций значение имеет только первый фактор, т. е. размер реактора, необходимый для достижения заданной степени превращения. Уравнения РИВ и РИС – П

одинаковы, поэтому время протекания химической реакции, необходимое для достижения заданной степени превращения, одно и то же. Но в РИС – П полное время процесса складывается из вспомогательного времени τвсп и рабочего времени, а в РИВ вспомогательные операции отсутствуют. Поэтому интенсивность РИВ выше РИС – П.

Сравним теперь РИВ и РИС – Н.

Для этого определим τ, необходимое для одинаковой степени превращения.

L Y

В РИВ происходит постепенное изменение концентрации по длине реактора, а у РИС – Н наблюдается скачкообразное изменение концентрации до конечного значения по любой пространственной координате.

Из рис. видно, что в РИВ более высокая средняя концентрация исходного реагента и соответственно выше скорость реакции, т. к. она пропорциональна величине СА.

Для необратимых реакций нулевого порядка (n=0)

это положение не влияет на выбор типа реактора, т. к. скорость реакции не зависит от концентрации и следовательно объем реактора не зависит от концентрации реагента.

τвыт = τсм =

τвых =

Для сравнения реакторов при проведении в них реакций любого порядка пользуются графическим методом. Для этого графически определяют время пребывания в реакторах вытеснения и смешения из уравнений:

τвыт = выт

τсм = см .

1/-WA

Sсм

 

 

Sвыт

 

 

XA,K X

Графическое сопоставление характеристик РИВ и РИС – Н.

 

Из рис. видно, что площадь прямоугольника больше площади, ограниченной кривой; с другой стороны, из уравнений следует, что отношение площадей Sсм и Sвыт равно соотношению между условным временем пребывания реагентов в РИС – Н и РИВ, т. е. от объема реакторов.

Для реакций, порядок которых больше 0, тип реактора имеет важное значение. Рассмотрим это на примере простой необратимой реакции первого порядка

А R

Для РИВ

τвыт = или

Для РИС – Н

> 0

При этом чем больше ХА, тем больше α, т. е. тем больше неравенства τсм > τвыт.

Значения kτ, необходимые для достижения степени превращения ХА (для реакции n = 1)

Степень превращения ХА Значение kτ
  РИВ РИС  
0,1 0,105 0,111 1,06
0,5 0,639 1,0 1,44
0,9 2,303   3,9

 


Дата добавления: 2015-08-10; просмотров: 72 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Графический метод расчета К – РИС| Параллельные и последовательные реакции

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.007 сек.)