химический каталог




Расчеты аппаратов кипящего слоя

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

чения Дай (в м/с): 2—0,3; 3 — 0,35; 4—0,45.

с результатами измерений степени превращения по высоте слоя, которые представлены на рис. 5.20.

Следовательно, в промышленном реакторе КС увеличивать начальную высоту слоя катализатора целесообразно до некоторого предела, который зависит от соотношения скоростей процесса в плотной части слоя и межфазного газообмена.

5.5. РАСЧЕТ РЕАКТОРОВ КИПЯЩЕГО СЛОЯ

Многообразие процессов, осуществляемых в КС, и сложность гидродинамической обстановки не позволяют разработать единую методику расчета каталитического реактора. Материал данного раздела ориентирован на применение различных двухфазных моделей для расчета широкого круга газофазных каталитических процессов.

Данные по степени превращения, полученные на лабораторной установке, нельзя непосредственно переносить на промышленный аппарат, поскольку структура потоков газа сильно изменяется при увеличении масштаба. При переходе к большому аппарату увеличивается проскок газа, снижается коэффициент межфазного обмена и степени превращения реагентов. Игнорирование этого обстоятельства не раз приводило к неудачам [6].

Для расчета показателей процесса по любой двухфазной модели необходимо на основе литературных данных или исследований в лабораторном реакторе задаться кинетическими уравнениями основной и побочных реакций. Если в процессе работы катализатор теряет активность, то кинетика дезактивации и регенерации также должна быть известна. Теплоты реакций и равновесный состав реакционной смеси рассчитывают из термодинамических данных. Предварительные эксперименты в лабораторном изотермическом реакторе с неподвижным слоем необходимы для получения зависимостей констант скоростей процессов от размера зерен и пор катализатора, температуры, давления, состава реакционной среды и других условий.

Важнейшими факторами, определяющими выбор модели, являются размер частиц катализатора, избыток скорости газа над началом взвешивания, рабочая высота слоя (см. разделы 5.2 и 5.4).

Размер частиц определяет скорость начала взвешивания, распределение потоков газа между фазами, интенсивность межфазного газообмена, скорость процесса и время пребывания реагентов в плотной части слоя, но не влияет на ДР в диапазоне w от ш0 до скорости уноса. Вследствие противоположного влияния этих факторов существуют оптимальные размеры зерен, при которых наблюдаются максимальные значения выхода продукта или избирательности процесса.

В технологических системах с циркуляцией катализатора выбор диаметра частиц может диктоваться условиями регенерации или транспорта контакта между реактором и регенератором.

При наличии теплообмена между слоем и теплообменными элементами размер частиц катализатора подбирается с учетом необходимости обеспечения требуемых значений коэффициентов теплопередачи.

При заданных значениях производительности и диаметра частиц размеры и интенсивность работы реактора определяются линейной скоростью газа и высотой слоя. Ориентировочный диапазон изменения начальной высоты слоя и скорости газа можно установить на основе анализа кинетических закономерностей процесса. Увеличение избытка скорости газа над скоростью начала взвешивания Дау = w — а>о интенсифицирует работу реактора, но приводит, как правило, к снижению выхода продукта. Поэтому верхнее ограничение линейной скорости газа связано со степенью превращения реагентов. В реакторах с организованным КС, по сравению со свободным, снижается доля газа, проходящего через слой в пузырях, улучшается межфазный газообмен, что позволяет получать достаточно высокие выходы продукта при больших значениях До>.

Если интенсивность работы реактора лимитируется скоростью теплообмена между КС и погруженными в него теплообменными элементами, то при выборе избытка скорости газа над началом взвешивания руководствуются условиями достижения максимального коэффициента теплопередачи. При этом минимальная начальная высота слоя зависит от габаритов теплообменника.

В системах с циркуляцией катализатора между реактором и регенератором (или теплообменником) линейная скорость газа может определяться условиями перемещения частиц [24].

Благодаря широкому применению ЭВМ, характерной чертой современных расчетов стала многовариантность. Окбнчательный выбор технологической схемы и режимов работы оборудования определяется экономической целесообразностью. Такой подход предопределяет повышенные требования к математическому описанию химико-технологической системы. Применяемая для расчета реактора КС двухфазная модель должна удовлетворительно описывать каталитический процесс в достаточно широком диапазоне изменения диаметров частиц, высот слоя и скороотей газа.

Пример 5.1 (окисление диоксида серы в кипящем слое ванадиевого катализатора). Константа равновесия реакции окисления диоксида серы в интервале температур 663—923 К может быть вычислена с достаточной точностью по уравнениям [4]:

(5.49)

* п*

so3; ^so2

и Pq2 — равновесные парциальные давления SO3, S02 и Ог,

соответственно, Па; Т — температура, К.

страница 119
< 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
txi1.open, siemens
купить светящиеся буквы для дома москва
amon amarth swe билеты
приключения фандорина на серпуховке актеры

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
(20.08.2017)