На головну

Тема 1.5 Хімічні реактори, закономірності їх роботи і конструкції.

  1. Divide; несталий і перехідні режими роботи насосів
  2. I. КУРСОВІ РОБОТИ
  3. II. ДИПЛОМНІ РОБОТИ
  4. II. Стандарти роботи комерції
  5. III. 9.2. Загальні закономірності відчуттів
  6. IV етап (з середини XX ст. По теперішній час) психологія як наука, що вивчає факти, закономірності та механізми психіки
  7. IV. Порядок роботи комісії

Головна стадія хіміко-технологічного процесу, яка визначає його призначення і місце в хімічному виробництві, реалізується в основному апараті хіміко-технологічної схеми, в якому протікає хімічний процес - хімічному реакторі. Хімічний реактор - апарат, в якому здійснюються ХТП, що поєднують хімічні реакції з массопереносом (дифузією). Наприклад, в пічному відділенні сірчанокислотного цеху реактором є піч випалу сірки або колчедана; в контактному відділенні - контактний апарат. У технологічній схемі хімічний реактор пов'язаний з апаратами підготовки сировини і апаратами поділу реакційної суміші та очищення цільового продукту. Допоміжні апарати зазвичай розташовані в технологічній схемі, як до реактора, так і після нього. Основне призначення апаратів, що передують реактору, полягає в підготовці сировини до реакції, а апаратів, розташованих після нього, - поділ продуктів реакції, концентрування їх або очищення від шкідливих домішок. В кожному реакторі можна виділити реакційну зону (реакційний обсяг), в якому безпосередньо здійснюється хімічний процес і через яку проходять потоки реагентів. ХТП в реакторах можуть протікати в замкнутому реакційному обсязі за відсутності наскрізних потоків або в потоці, що проходить через реакційну зону.

Перебіг ХТП в замкнутому реакційному обсязі, тобто коли відсутня массообмен з навколишнім середовищем або з іншими апаратами, підпорядковується закономірностям, розглянутим нами раніше на попередніх заняттях. При протіканні ХТП в таких реакторах параметри і показники технологічного режиму постійні у всьому обсязі і змінюються лише в часі. Переважна більшість ХТП проводять в наскрізних потоках, які проходять через реакційну зону апаратів. Ці потоки розрізняються по інтенсивності перемішування вихідних реагентів і продуктів реакції, за характером зміни температури по довжині реакційної зони. Закономірності роботи таких реакторів визначаються характеристиками цих потоків.

Для аналізу та управління реакторами, через які проходять потоки реагентів, технологу необхідно враховувати вплив таких потоків на показники ХТП. До основних гідродинамічних характеристик потоку, який впливає на перебіг ХТП, відносять лінійну швидкість і перемішування, до термодинамічних - зміна температури по довжині реакційної зони, через яку проходить потік і ін. Залежно від гідродинамічних характеристик і структури потоку тривалість перебування таких частинок в зоні реакції буде різна. Перемішування в потоці може бути поздовжнім і радіальним. Поздовжнє перемішування обумовлює змішання частинок, тільки що ввійшли в реакційну зону, з частинками, давно в ній перебували. Радіальне перемішування інтенсифікує масообмін між сусідніми ділянками в поперечному перерізі потоку. Поздовжнє перемішування і неоднорідність поля швидкостей призводять до одного і того ж негативного явища - до нерівномірності часу перебування частинок в зоні реакції, через яку проходить потік.

Середній час перебування частинок розраховують за формулою:

t = vр/ V (1.5.1)

тут vр - Обсяг реакційної зони; V - об'ємна витрата рідини (газу, суміші).

Фактор лінійної швидкості характеризується двома параметрами - середнім значенням і неоднорідністю поля швидкостей.

Конструкція і режим роботи хімічного реактора визначає ефективність і економічність всього хіміко-технологічного процесу. Вибір конструкції і розмірів хімічного реактора визначається швидкостями протікають в них процесів масо-і теплообміну і хімічних реакцій. При цьому задаються продуктивність установки, елементом якої є хімічний реактор, і ступінь перетворення сировини.

 Основним показником роботи реактора, що свідчить про його досконало і відповідно заданої мети, є його інтенсивність. Так як від інтенсивності залежить час, що витрачається на виробництво одиниці продукції, то головним завданням при розрахунку реактора є встановлення залежності:

t = f (X, C, U) (1.5.2)

де: U-швидкість хімічного процесу; t - час перебування реагентів в реакторі; Х - ступінь перетворення реагентів в цільовий продукт; С - початкова концентрація реагентів.

 



Попередня   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   Наступна

Хімічна технологія | Перспективи розвитку хімічної технології | хімічна сировина | Повітря і вода в хімічній промисловості | Поняття про хіміко-технологічному процесі | Рівні аналізу, опису та розрахунку ХТП. | Основні показники хіміко-технологічного процесу | Характеристика гомогенних процесів | Гомогенні процеси в рідкій фазі | Закономірності проведення гетерогенних процесів |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати