химический каталог




Расчеты аппаратов кипящего слоя

Автор А.П.Баскаков, И.П.Мухленов, Б.С.Сажин, В.Ф.Фролов и др.

с путем уменьшения начальной температуры ниже температуры зажигания, что допустимо в изотермических реакторах (см. линию 3).

Для реактора со свободным КСК без теплообменных элементов в слое при предельно низкой температуре, соответствующей изотерме 4, температуру газа, поступающего в слой катализатора tHi, можно подсчитать по уравнению адиабаты:

^н4 — ^заж (ЯрСн/с) Р-^гпах=== ^заж ^*тах (5.10)

где ^заж — температура зажигания катализатора в данном реакторе; хШы — степень превращения основного исходного вещества в данном слое.

Однако практически при температуре гН4 невозможен пуск реактора и устойчивая работа его. Поэтому целесообразно работать по изотерме 3.

При этом уменьшается расход теплоты на подогрев поступающего в слой газа; теплоту реакции можно использовать, например, для получения товарного пара.

Изотермичность КСК является результатом его чрезвычайно высокой теплопроводности, в тысячи раз превышающей теплопроводность неподвижного слоя (см. гл. 2), а теплопроводность обусловлена перемешиванием твердых частиц (см. гл. 1). Вследствие высокой теплопроводности КСК в него можно устанавливать трубы парового котла или водяные холодильники, что недопустимо в условиях неподвижного слоя, так как приводит к переохлаждению прилегающих к трубам зерен катализатора и последующему затуханию реактора. Коэффициенты теплоотдачи от КСК к тепло-обменной поверхности могут быть в 10—20 раз выше, чем от не* подвижного слоя или от газового потока, в результате сильно уменьшаются поверхности теплообменников в КСК- Вследствие высокой теплопроводности КСК и благодаря применению мелкозернистого катализатора снимаются локальные перегревы и переохлаждения зерен, свойственные неподвижному слою. В неподвижном слое нерационально применять катализатор с размером зерен (таблеток) менее 4—5 мм из-за резкого возрастания гидравлического сопротивления АРС- В результате наблюдается внутридиф-фузионное торможение в порах зерен катализатора, и степень использования внутренней поверхности зерен в ряде каталитических процессов составляет 0,5 и ниже. В КСК АРС не зависит от размера зерна, поэтому целесообразно применять зерна такого размера, при котором достигается максимальная степень превращения.

Недостатки или нерешенные вопросы применения КСК для некоторых каталитических процессов пока еще превышают его достоинства.

Первый недостаток по сравнению с неподвижным слоем — это истирание, разрушение зерен катализатора при их перемешивании и унос сначала образовавшейся пыли, а затем и массовый унос всех зерен, когда их размеры уменьшаются настолько, что рабочая скорость газа будет превышать скорость, соответствующую уносу (см. гл, 1), Подавляющее большинство катализаторов, ныне применяемых в неподвижном слое, не пригодны для КС вследствие быстрого истирания. Для применения в КС требуются катализаторы, зерна которых истираются со скоростью не более 2—3 % (масс.) в месяц при условиях катализа. Для ряда каталитических процессов, например дегидрирования углеводородов, крекинга, окисления диоксида серы, разработаны износоустойчивые катализаторы и, таким образом, открыта возможность применения КСК. Износоустойчивость катализаторов для КС обеспечивается высокой прочностью материала зерен, сфероидальностью, макроглад-кой поверхностью, малым размером зерна.

Большим недостатком свободного КСК является образование крупных пузырей, через которые проходит большая часть газа без достаточного контакта с зернами катализатора. Этот недостаток частично преодолевается в организованном КС (см. гл. 1) вследствие улучшения условий контактирования реагентов с катализатором. С целью предупреждения образования крупных пузырей непосредственно над решеткой и струйного прорыва газа через слой катализатора в контактных аппаратах КС устанавливают газораспределительные решетки со свободным сечением лишь 1,5— 2% (в аппаратах с неподвижным слоем 20—30 %), что связано со значительным гидравлическим сопротивлением решеток и соответственно повышенным расходом энергии на транспортировку газа.

Для консекутивных процессов, в которых основная реакция с получением целевого продукта ускоряется катализатором и происходит на его поверхности, а побочные протекают в свободном объеме слоя, применение КСК вместо фильтрующего слоя приводит к снижению селективности, так как порозность КСК больше, чем неподвижного слоя. С другой стороны, изотермический режим в КСК позволяет поддерживать оптимальную температуру, соответствующую наименьшей скорости протекания побочных реакций, т. е. способствует повышению селективности.

Таким образом, при разработке и проектировании каталитических процессов в КС требуется тщательный анализ преимуществ и недостатков КСК.

Б.2. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ И РЕАКТОРЫ С КИПЯЩИМ СЛОЕМ КАТАЛИЗАТОРА

5.2.1. Типовые процессы и аппараты. По типу конструкции, соответствующему определенному режиму работы различают: 1) однослойные и многослойные контактные аппараты; 2) аппараты, работающие с постоянным слоем катализатора, не имеющие перетоков и им

страница 111
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150

Скачать книгу "Расчеты аппаратов кипящего слоя" (4.83Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
курсы графический дизайн москва
ксеноновые лампы для авто
запасные части штабелера dyc
виа с домов. культр 60- 70 х.

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(09.12.2016)