ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние продольного перемешивания на эффективность ХТП из "Общий курс процессов и аппаратов химической технологии" Результирующий эффект ХТП зависит от характера распределения элементов потока по времени пребывания в РЗ. При ИВ все элементы потока будут обработаны одинаково, так как Хив = idem. При ИП (или в промежуточных случаях, в том числе и в больщинстве реальных систем) степень обработки разных элементов потока будет разной из-за различий в их времени пребывания т в РЗ. Предстоит выяснить, что лучше для ХТП (тепло- или массообмена, химической реакции) — ИВ или ИП, в каком случае выше эффективность процесса. [c.612] Можно привести примеры положительного влияния Пр.П на эффективность ХТП. [c.612] Но в большинстве случаев перемешивание потока в направлении его движения (т. е. Пр.П) отрицательно сказывается на эффективности процесса. Так, при протекании целевой химической реакции А - В может идти и какая-либо побочная, например В С. И тогда для элементов потока, чрезмерно долго находящихся в реакционной зоне, весьма значительная доля целевого продукта В может превратиться в побочный С. В то же время для элементов потока с малыми х будет мала степень превращения исходного вещества А в целевой продукт В. Таким образом, разброс во времени пребывания (из-за Пр.П) может привести к понижению степени превращения и селективности, в итоге — доли вькода целевого продукта В. [c.613] Весьма существенно отрицательное воздействие Пр.П на движущую силу процесса. Продемонстрируем это на примере рекуперативного теплообмена. [c.613] В реальном теплообменнике теплоносители движутся с некоторой ограниченной интенсивностью Пр.П (штриховые линии), так что движущая сила Д/ср будет иметь промежуточное значение Дг т Д/ср Д/ив соответственно, по (б) необходимая поверхность Р также будет промежуточной Г Игнорирование при расчете эффекта продольного перемешивания при движении теплоносителей приведет к завышению Д/ср, а значит — к заниженным расчетным значениям Р. [c.614] Возвращаясь к влиянию Пр.П на эффективность технологических процессов, подчеркнем, что для любого ХТП, скорость которого падает по мере его протекания, наиболее выгоден режим ИВ. Это ясно и из предыдущего примера с теплообменом при прямотоке еще более нагляден пример с химической реакцией. [c.615] Изменение концентрации /д вдоль реакционной зоны (рис. 8.7, а) показано на рис.8.7,5 концентрация компонента А вдоль пути / = ш снижается от начальной (при / = 0) до конечной (при I = Ь). Если поток движется в режиме ИВ, то это снижение С/д происходит постепенно — по экспоненциальной кривой (ИВ), соответствующей приведенному выше кинетическому соотношению (г). При движении потока в режиме ИП падение б д происходит скачком вдоль всей длины реакционной трубки устанавливается одинаковая концентрация равная таковой на выходе С/д. Совершенно очевидно, что во всех точках РЗ (исключая конечную) концентрация активного компонента [/д в режиме ИВ будет выше, нежели в режиме ИП. [c.615] Сказанное выше (ИВ — наиболее благоприятный режим) не означает, что ИП — наихудший из режимов. Во-первых, в системах, близких к ИП, выше интенсивность нормального поперечного перемешивания (т. е. интенсивнее тепло- и массоперенос), что при не очень высоких степенях превращения или гл ине массообмена может оказаться существеннее необходимого увеличения объема РЗ. А во-вторых, встречаются структуры потоков (короткий байпас, застойные зоны — см. раздел 8.7.2), приводящие иногда и к худшим результатам. [c.616] В то же время массообменные процессы нередко проводятся с очень высокими степенями превращения (степенями извлечения компонента, например), приближающимися к 1 (выходные концентрации здесь близки к равновесным) даже в больщей мере, нежели это указано в приведенном выще примере. Поэтому потребуется весьма существенное (часто — за пределами приемлемого) увеличение габаритов аппарата (длины и объема ХТА). Соверщенно очевидно, что повыщением интенсивности поперечного (нормального) переноса не удастся сколько-нибудь заметно скомпенсировать это увеличение объема РЗ аппарата. Здесь необходимы меры, ограничивающие Пр.П. [c.617] Вернуться к основной статье