загрузка...
загрузка...
На головну

Визначення обсягів апарату

  1. I. КЛАСИЧНЕ ВИЗНАЧЕННЯ ІМОВІРНОСТІ.
  2. Identification - упізнання, розпізнавання, ідентифікація, визначення
  3. II. 6.1. Визначення поняття діяльності
  4. VI. Визначення понять.
  5. Z ВИЗНАЧЕННЯ СКЛАДУ управлінських СПОСОБНОСТЕЙ 527
  6. А. Визначення розрахункової вологості ґрунту робочого шару
  7. Адаптація до ортодонтичним апаратам.

Визначення кількості операцій, що здійснюються одним реактором на добу

,

де n - Кількість операцій на добу;

t - час роботи реактора на добу, годину;

t - Тривалість стадії технологічного процесу, годину.

значення «n»Може бути знайдено і іншим шляхом:

,

де Vс - Добовий обсяг переробляються, м3;

Vр - Робоча ємність всіх апаратів даної технологічної стадії.

Визначення робочої ємності всіх апаратів даної стадії

.

Розрахунок загального обсягу всіх апаратів

,

де Vзаг - Загальний обсяг всіх апаратів даної технологічної стадії;

j - коефіцієнт заповнення апарату.

Коефіцієнт заповнення j має різні значення в залежності від характеру процесу, здійснюваного в даному апараті.

При виборі коефіцієнта заповнення можна керуватися наступними даними, представленими в табл. 8.1.

Таблиця 8.1. Значення коефіцієнтів заповнення

 Характер процесу, що протікає в реакторі  ступінь заповнення
 Зберігання рідини (сховище)  0,8?0,90
 Відмірювання рідин (мірники) Фізичні або хімічні процеси без пенообразующих еффектовПроцесси, що супроводжуються піноутворенням (екзотермічні реакції, кип'ятіння тощо.) Суспензійна і водоемульсійна полімеризація  0,8?0,85
 0,75?0,80
 0,4?0,60,65?0,75

Оптимальна ємність реактора вибирається залежно від конкретних умов проведення даного процесу. Необхідно використовувати практичні дані за обсягом апарату існуючого виробництва.

Розрахунок кількості апаратів даної стадії визначається виразом

,

де К - Олічество апаратів;

V - Загальний обсяг одного апарату (по каталогу), м3.

Якщо проектований апарат не передбачений каталогом, то обсяг апарату вибирається з практичної точки зору. У будь-якому випадку після вибору апарату дається короткий опис його конструктивних особливостей із зазначенням марки матеріалу.

Розрахунок обсягів апаратів безперервного действіязаключается у визначенні обсягу переробляються, в годину (або в секунду)

 , м3/ Ч.

Розрахунок робочої ємності всіх апаратів

Vр=Vгодина? t,

де Vр - Робоча ємність всіх апаратів, м3;

t - час перебування реакційної маси в апараті, годинник.

Розрахунок загальної ємності всіх апаратів:

.

Вибір стандартного апарату або конструювання нового полягає в наступному. Для апаратів безперервної дії - апаратів «ідеального» витіснення - необхідно, перш за все, визначити співвідношення між висотою (або довжиною) апарату і його поперечним перерізом.

При заданій швидкості протікання реакційної маси можна розрахувати висоту (довжину) апарату ідеального витіснення по формулі

Н = W? t,

де Н - Висота (довжина) апарату, м;

t - час перебування реакційної маси, с.

Площа поперечного перерізу апарату ідеального витіснення визначається наступним чином:

.

Кількість апаратів безперервної дії визначається, як для періодичних процесів:

,

де V - Обсяг одного реактора, м3.

В кінці розрахунку слід привести докладний опис конструктивних особливостей і матеріалу обраного апарату, а також опис пускового періоду реактора до введення його в безперервний процес.

Для комбінованих апаратів змішування каскадного і секційного типів основним питанням технологічного розрахунку є визначення оптимальної кількості послідовно включених апаратів або секцій, а також їх робочого об'єму.

У тих випадках, коли є рівняння кінетики процесу і відомі значення констант швидкості реакцій, використовується аналітичний метод розрахунку багатосекційного реактора або каскаду апаратів.

Нижче наводяться деякі типові приклади, що ілюструють методи визначення обсягів реакторів, які характеризують виробництво з закладеними в них різними хімічними реакціями як з відомими кінетичними рівняннями, так і без них.

приклад 8.1. Розрахувати поліконденсатор діглікольтерефталата продуктивністю W= 3 т / добу. Процес періодичний. Дані про роботу апарату при завантаженні 1 т діглікольтерефталата наведені в табл. 8.2.

Рішення:

.

За ГОСТ 9931-61 обсяг РПД приймають рівним 2,5 м3.

Таблиця 8.2. Режим роботи реактора періодічесого дії (РПД)

 технологічна стадія  Час, t, ч tнач, ° С tкон, ° С  Кількість маси в апараті, G, кг  Кількість відганяє етиленгліколю, кг
 Завантаження  0,3 -
 Підігрів РПД  1,0 -
 Оттон етиленгліколю  1,0
 Зниження тиску до 0,1 мм.рт.ст. і поліконденсація  2,0
 вивантаження  0,7 -
 охолодження апарату  1,0 -

приклад 8.2. Розрахунок тривалості реакції з використанням кінетики реакції. У реакторі періодичної дії протікає хімічний процес, швидкість якого визначається рівнянням виду

 при n= 1 і К= 0,000895 з-1.

Початкова концентрація вихідного продукту А дорівнює СА0= 1 моль / л. Кінцева ступінь перетворення хА= 0,96.

Потрібно визначити тривалість реакції t3.

Рішення:

Далі підставляємо t3 в величину tn і закінчуємо розрахунок так само, як зазначено в прикладі 8.1.

приклад 8.3. У реакторі витіснення протікає реакція в газовій фазі за рівнянням 4А®В +6 С при 648,89 К, швидкість якої описується виразом RA= 2,78 ? 10-3? CA. ступінь перетворення хА= 0,80. Тиск в системі - 4,6 атм. Швидкість подачі реагенту А дорівнює GА= 5,03 ? 10-4 кмоль / с. Розрахувати обсяг РВНД.

Рішення: Обсяг РВНД знаходимо за формулою

При постійному тиску

,

де С0 - Початкова концентрація реагенту,

e - коефіцієнт, що враховує зміну обсягу системи

.

Підставляємо відповідні величини в первісну формулу

.

Після інтегрування одержуємо такий вираз:

;

 кмоль / м3.

м3.

За ГОСТ 13372-87 приймаємо найближчий обсяг трубчастого реактора рівним 1,6 м3.

У тому випадку, коли невідомі кінетичні константи швидкості реакції, час перебування приймають по практичним даним (з регламенту цеху).

Нижче наводиться приклад розрахунку обсягу РВНД за прийнятим значенням часу перебування t.

приклад 8.4. Розрахувати обсяг РВНД для щоденного виробництва
 50 т етилацетату з оцтової кислоти. Вихідні дані: час t = 7270с, щільність реагує суміші постійна r = 120,56 кг / м3.

Рішення:Визначаємо об'ємну швидкість реагує суміші для виробництва 50 т речовини.

м3/ С.

Визначаємо обсяг РВНД за рівнянням

VРВНД= VС? t = 4,8 ? 10-3? 7270 = 34,8 м3.

За ГОСТ 13372-67 приймаємо найближчий обсяг апарату, рівним
 40 м3.

Приклад 8.5.У РСНД проводиться реакція типу А ®, яка характеризується кінетичним рівнянням RА= 5,55 ? 10-5?СА, з-1. Необхідно отримати 2,77 ? 10-5 кмоль / с речовини В з вихідної суміші, що містить речовину А в кількості 0,1 кмоль / м3. ступінь перетворення хА= 0,5. Потрібно визначити обсяг реактора змішування.

Рішення: Обсяг РСНД визначаємо за рівнянням

.

висловлюємо СА= СА0? (1хА). Визначаємо швидкість подачі вихідної суміші

 кмоль / с.

Підставляємо вказані значення в перше рівняння і отримуємо шукане значення обсягу

.

За ГОСТ 13372-67 приймаємо обсяг РСНД рівним 10 м3.

При виконанні проекту інженер-проектувальник зобов'язаний провести технологічні розрахунки допоміжної апаратури, всіх транспортних пристроїв (стрічкові і шнекові транспортери, пневмотранспорт і ін.), А також розрахувати необхідну продуктивність і вибрати відповідні типи живильників, дозаторів, мірників, циклонів і т. Д.

Розрахунок відповідного обладнання тут не розглядається, його можна знайти в літературі по процесам і апаратам хімічної технології.

 



Попередня   61   62   63   64   65   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75   76   Наступна

реактори | Оптимізація процесів хімічної технології | стехіометричні розрахунки | Рівновага хімічної реакції | Розрахунок складу рівноважної суміші | Загальне рівняння балансу маси | Практичний матеріальний баланс | Фізико-хімічні основи технологічного процесу | Г л а в а 8 | Основні положення хімічної кінетики |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати