ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Каскад реакторов из "Введение в теорию и расчеты химических и нефтехимических реакторов" Для общности рассмотрим п-й реактор в каскаде с мешалками и рециркуляцией потоков (рис. 1-1). На рисунке обозначены Рп-л.1 Рц — соответственно питание га-го реактора потоком из (га — 1)-го аппарата, поток продукта в (га -Ь 1)-й реактор и рециркулята в га-м реакторе, сек с 1, с , — мольные концентрации целевого компонента в соответствующих потоках, моль мг У — объем реакционной массы, Л1 . [c.129] Подстановкой в уравнение (VI,9) выражения г = —(йс1дх) , т. е. одним общим приемом, получены расчетные уравнения для простых и сложных реакций различных порядков в жидкой фазе при постоянном объеме. В приведенных выше табл. 22—25 для частных решений концентрации целевого компонента обозначены через а. Следует отметить, что применение указанных уравнений требует предварительного изучения кинетики процесса. [c.138] В самом общем случае можно предполагать время пребывания 0 или константу скорости реакции к меняющимися от одного реактора каскада к другому. В таком случае расчет производится от одной ступени к другой (алгебраический ступенчатый метод расчета). При наличии счетно-решающих машин этот прием в настоящее время не может представлять особых затруднений. [c.138] Обычно мгновенная константа скорости к принимается постоян ной для всех реакторов каскада. При одинаковых размерах реакторов и постоянном питании время пребывания 0 = 0 = onst и задача значительно упрощается. [c.138] Применение указанного приема для простых реакций более высоких порядков, а также для большинства сложных реакций приводит к громоздким формулам. В этих случаях рекомендуется графический или ступенчатый аналитически метод решения. В последнем случае уравнение, соответствующее рассматриваемой реакции, решается для каждого реактора каскада подстановкой в него значений концентраций целевого компонента, выходящего из предыдущего реактора. Такой ступенчатый подсчет производится до получения заданной конечной концентрации. [c.139] Таким образом, изложенный выше метод можно использовать для расчета простых и сложных реакций, протекающих в каскаде реакторов с мешалками, если известны механизмы и константы скорости для тех отдельных реакций, которые определяют общую скорость процесса. [c.140] Пример применения табл. 22—25 приведен ниже. [c.140] Это выражение дано в табл. 22 [см. уравнение (VI,13)]. [c.140] Графическое изображение результатов расчетов по этому уравнению дано на рис. 1-2 для различного числа реакторов в каскаде (п = 1—5) и различных избытков (в %) нелимитирующего компонента в питании первого реактора. Графики дают 17 = f где и и относятся к лимитирующему компоненту. [c.141] Изложенный способ расчета при применении его к сложным реакциям всегда требует метода последовательного приближения и с возрастанием числа ступеней становится все более утомительным. В этом случае более целесообразно составление и решение дифференциальных уравнений. [c.141] Следующие примеры иллюстрируют применение аналитического метода расчета. [c.141] Пример 1-2. Цель примера — показать, что оптимальное число ступеней каскада, необходимое для получения наибольшей концентрации целевого продукта, можно вычислить из аналитических зависимостей для заданных условий процесса (например, данного состава питания и фиксированного номинального времени пребывания). [c.141] Прнмер У1-3. Приводим числовую иллюстрацию для реакции, рассмотренной в примере У1-2. Известны 0 = 10 сек а = 1 = у = 0,2. Начальная концентрация компонента = 1. Определить число реакторов в каскаде, обеспечивающее максимальную концентрацию целевого компонента. [c.144] Провести аналитический расчет для ге-й ступени каскада. [c.144] Следует иметь в виду, что изложенный аналитический метод расчета, за редкими исключениями, применим к системам с одинаковыми объемами и температурами по всем ступеням. [c.145] Вернуться к основной статье