Кафедра основ Химической Технологии
/>КОНТРОЛЬНАЯРАБОТА
по теме
«Реакторы идеального вытеснения»
Вариант № 14
реактор газовый потоквытеснение
В Р.И.В. Проводятокисление SO2. Объем реакционной зоны 150 м2. Объемныйрасход смеси 50000 м3/г. Состав исходной смеси SO2 – 0,1; O2 – 0,11; SO3 – 0,01; остальное – азот. Давление вреакторе Р=1,5 атм.
Определить значение температуры газового потока навходе в реакторе, обеспечивающее максимальную производительность реактора.
SO2 +½ O2 = SO3
/>
/> ; /> ; />
/> ; />
Теплоемкости: />
/> ; />; />; />
/>Введение
Степень перемешивания реагирующих масс в реакторахнепосредственно влияет на режим их работы. При идеальном вытеснении температураизменяется по высоте реакционного объема и в результате меняется константаскорости реакции и, соответственно, скорость процесса.
В Р.И.В. все частицы движутся в заданном направлении,не перемешиваясь с движущимися впереди и сзади, и полностью вытесняя подобнопоршню находящиеся впереди частицы потока. Временно характеристикой Р.И.В.служит уравнение:
/>
А также:
/>
Если рассматривать процесс, протекающий в элементарномобъеме реактора за время, то приход реагента в этот объем может бытьпредставлен как:
/>
Убыль (расход):
/>
Количество исходного реагента, расходуемого нахимическую реакцию:
/>
Уравнение материального баланса всего реактора:
/> (*)
Уравнение (*) представляет собой характеристическоеуравнение Р.И.В. Оно позволяет, если известна кинетика процесса, определитьвремя пребывания реагентов, а затем и размеры реактора при заданных расходереагентов и степени превращения или производительности реактора или при заданныхразмерах реактора и степени превращения.
Модель вытеснения можно применять для техническихрасчетов при проектировании жидкофазных трубчатых реакторов и для расчетакамерных печей.
Программа для расчета,составляется в приложении REAC
/>
/>
-процедура решениядифференциального уравнения />, параметры процедуры:
искомая функция ٱXٱ по аргументу ٱTAUٱ !
начальное значениеаргумента ٱOٱконечное значениеаргумента ٱTAUkٱ!
идент-р. произв. ٱFٱ начальных значений функции ٱОٱ!
/>
/>
Результаты расчетов:Tо Y 600 899,129 625 984,872 650 1069,380 675 1141,420 700 1199,770 725 1242,670 750 1270,040 775 1281,800 800 1277,890 825 1258,640 850 1225,190 875 1177,820 900 1117,850 925 1046,690 />
Графические зависимости
График зависимостипроизводительности реактора от температуры газового потока на входе в реактор.
/>
/>Заключение
Приувеличении температуры газового потока на входе в реактор производительностьреактора возрастает практически прямолинейно. Но при достижении температуры,равной 775 (град.) производительность реактора достигает максимального значенияи составляет 1281,8 м3/г, после чего с ростом температуры производительностьпадает.
Такимобразом, в этой работе мы теоретически определили при какой температурепроизводительность реактора будет максимальной.