Реакторы идеального вытеснения
СОДЕРЖАНИЕ: Определение температуры газового потока на входе в реакторе, обеспечивающей максимальную производительность реактора. Программа для расчета, составляется в приложении REAC. График зависимости производительности реактора от температуры газового потока.Кафедра основ Химической Технологии
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по теме
«Реакторы идеального вытеснения»
Вариант № 14
реактор газовый поток вытеснение
В Р.И.В. Проводят окисление SO 2 . Объем реакционной зоны 150 м2 . Объемный расход смеси 50000 м3/г . Состав исходной смеси SO 2 – 0,1 ; O 2 – 0,11 ; SO 3 – 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 + 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 X по аргументу TAU !
начальное значение аргумента Oконечное значение аргумента TAUk!
идент-р. произв. Fначальных значений функции О !
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.