Реакторы идеального вытеснения

Кафедра основ Химической Технологии



























КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по теме

«Реакторы идеального вытеснения»




Вариант № 14

реактор газовый поток вытеснение

В Р.И.В. Проводят окисление SO2. Объем реакционной зоны 150 м2. Объемный расход смеси 50000 м3/г. Состав исходной смеси SO2 – 0,1; O2 – 0,11; SO3 – 0,01; остальное – азот. Давление в реакторе Р=1,5 атм.

Определить значение температуры газового потока на входе в реакторе, обеспечивающее максимальную производительность реактора.



SO2 + ½ O2 = SO3





	 ;  ; 

 ; 



Теплоемкости: 

 ; ; ; 




Введение



Степень перемешивания реагирующих масс в реакторах непосредственно влияет на режим их работы. При идеальном вытеснении температура изменяется по высоте реакционного объема и в результате меняется константа скорости 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 подобно поршню находящиеся впереди частицы потока. Временно характеристикой Р.И.В. служит уравнение:







А также:







Если рассматривать процесс, протекающий в элементарном объеме реактора за время, то приход реагента в этот объем может быть представлен как:







Убыль (расход):







Количество исходного реагента, расходуемого на химическую реакцию:





Уравнение материального баланса всего реактора:



 (*)



Уравнение (*) представляет собой характеристическое уравнение Р.И.В. Оно позволяет, если известна кинетика процесса, определить время пребывания реагентов, а затем и размеры реактора при заданных расходе реагентов и степени превращения или производительности реактора или при заданных размерах реактора и степени превращения.

Модель вытеснения можно применять для технических расчетов при проектировании жидкофазных трубчатых реакторов и для расчета камерных печей.




Программа для расчета, составляется в приложении REAC









-процедура решения дифференциального уравнения , параметры процедуры:

искомая функция ٱXٱ по аргументу ٱTAUٱ !

начальное значение аргумента ٱOٱ конечное значение аргумента 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 зависимости производительности реактора от температуры газового потока на входе в реактор.








Заключение



При увеличении температуры газового потока на входе в реактор производительность реактора возрастает практически прямолинейно. Но при достижении температуры, равной 775 (град.) производительность реактора достигает максимального значения и составляет 1281,8 м3/г, после чего с ростом температуры производительность падает.

Таким образом, в этой работе мы теоретически определили при какой температуре производительность реактора будет максимальной.