ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Макрокинетическая характеристика химических реакторов из "Реакционная аппаратура и машины заводов" Скорость химической реакции зависит от ряда факторов 1) кинетических закономерностей химического превращения 2) скорости процессов тепло- и массообмена 3) полей температур и концентраций, которые определяются степенью перемешивания продуктов реакции и реагентов, а также более нагретых масс с холодными. [c.131] Трубчатые печи и аппараты с неподвижным слоем близки к аппаратам идеального вытеснения, аппараты с мешалками и аппараты с кипящим слоем — к аппаратам идеального смешения. [c.132] Перемешивание способствует подводу компонентов реакционной смеси друг к другу. При. реакциях с большим тепловым эффектом перемешивание выравнивает температуру, от которой может зависеть избирательность процесса, качество продукта и т. д. В случае периодических многофазных процессов перемешивание улучшает гидродинамику взаимодействия фаз, интенсифицируя протекание процессов диффузии. Однако в результате смешения продуктов реакции с реагентами движущая сила процесса уменье шается. [c.132] Даже в том случае, когда реактор paбofaeт как аппарат идеального вытеснения, в целом процесс может проходить с некоторой степенью перемешивания, например за счет рециркуляции продуктов реакции. Поэтому степень перемешивания может быть описана следующими моделями 1) идеального смешения 2) идеального вытеснения 3) рециркуляции продуктов реакции 4) рециркуляции непрореагировавшего сырья 5) полного или частичного смешения в секциях секционированного аппарата 6) полного смешения в секциях с обменом между соседними секциями в секционированном аппарате 7) многозонного подвода реагентов 8) идеального вытеснения с продольной и поперечной диффузией 9) обмена веществом с потоком реагентов в аппарате с застойными зонами 10) комбинацией предыдущих моделей. [c.132] Для правильного проектирования реакторов необходимо уметь количественно описать степень перемешивания и у 1есть,ее при расчете реакторов. Степень перемешивания можно характеризовать по-разному в зависимости от модели, принятой для описания процесса. [c.132] Модель строится на основе физической картины движения потоков и предста]вляется в виде математического выражения, которое учитывает перемешивание среды. Эти модели могут быть разными для различных фаз, например на ситчатой тарелке принимается, -что гял проходит через слой жидкости в условиях илеяльнпгп вы-теснения, а жидкость имеет некоторую степень перемешивания, для описания которой может быть применена ячеечная или диффузионная модель. [c.132] Физическая картина движения потоков может быть выявлена при визуальных наблюдениях или при проведении опытов с меченым веществом. Визуальнь е наблюдения позволяют зафиксировать канальный прорыв части реагентов или проскок крупных пузырей газа через слой псевдоожиженного катализатора, возникновение организованной циркуляции жидкости в барботажных аппаратах, образование застойных зон и т. д. Эти наблюдения служат основой для построения модели. [c.132] Например, модель с застойными зонами может быть построена на основе следующей картины движения потоков (рис. 5.1). Жидкость, движущаяся через слой насадки, задерживается в узких местах между элементами насадки, которые и образуют равномерно распределенные застойные зоны. Застойные зоны могут быть также сосредоточены около входных и выходных патрубков. Они обмениваются веществом с потоком реагентов, поэтому модель должна учитывать данный обмен. [c.133] Вернуться к основной статье