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:

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.