химический каталог




Расчеты аппаратов кипящего слоя

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

>Если обозначить Р — общее давление газа (в Па), а — начальная концентрация S02 в газовой смеси (мол. доли), Ъ — начальная концентрация кислорода в газовой смеси (мол. доли), то связь равновесной степени превращения диоксида серы с константой равновесия имеет вид

(5.50)

Скорость процесса окисления диоксида серы на ванадиевом катализаторе описывается уравнением [25]:

и = а— = kP0s ^ r,_f_Ј**_ Y1 (5.5.)

где и — скорость, м3 БОзДм3 катализатора - с); k — константа скорости процесса, м3 50з/(м3 катализатора-с-Па); х— степень превращения диоксида серы; т = vjV — время контакта, с; v — объем катализатора, м3; V — объемный расход газовой смеси, м3/с. (Здесь все объемы газа берутся при нормальных условиях.)

Константа скорости процесса определенная на основе экспериментальных данных по уравнению (5.9) изменяется по кривым, которые апроксимируются в виде ломаных [25]. Определяемая из этого уравнения энергия активации при повышении температуры от 673 до 873 К изменяется от 90 ООО кДж/моль практически до нуля при обычной концентрации 7—8 % (об.) диоксида серы.

Если парциальные давления SO2, SO3 и Ог выразить через общее давление, начальные концентрации диоксида серы и кислорода и степень превращения диоксида серы, то уравнение (5.51) после соответствующих преобразований примет вид

dx_=k Р (Ь — 0,5а*) (1 - х) г *2(1 ~ 0,5а*)

dx а(1 -0,5а*) (1 -0,25*) [ РК% (1 - xf (b - 0,5а*)

Гидродинамическая обстановка при окислении диоксида серы в КС характеризуется следующими параметрами: размер зерен катализатора от 0,5 до 2,5 мм; кажущаяся плотность ванадиевого катализатора 1350 кг/м3; линейная скорость газа 0,3—1,5 м/с; высота слоя от 0,15 до 0,6 м; плотность газовой смеси при рабочих температурах 400—600 °С 0,4—0,7 кг/м3; вязкость (3 -4- 4) • 105 Па-с (в зависимости от температуры и состава реакционной смеси) [1]. При таких диапазонах изменений диаметра частиц, высот слоя и линейных скоростей газа расчет реактора окисления диоксида серы целесообразно проводить по двухфазной модели с полным перемешиванием в плотной фазе. Диффузионной составляющей межфазного массопереноса в выражении (5.24) для крупных частиц можно пренебречь. Тогда на основании материальных балансов (5.26), (5.27) и (5.23) для однополочного аппарата КС, на входе которого отсутствует $>Оз, уравнения модели примут вид

,к = Ml . (5.53)

1 — (w — wQ) Wq 1 ехр (— Г)

Ук = хк[1 -ехр(-Г)] (5.54)

Zk. = xKw0w~1 -f t/K (w — wq) w~l (5.55)

H0 Г-Ш'Ю4 г P (b - Q,5axK) (\ - xKy

где A = „ ; b =

w0 P ? 273 ' a (I— 0,5a*K) (1 — 0,25*K) *

*;(l-0,5a*K) 9(Я-Я0)ш0

d = 1 ; I =

РЦ 0 - *кГ (b - °>5«*K) 2a-n (w - wQ)

Величина T• 9,8ЫО4/(P-273) в уравнении (5.53) необходима для приведения скорости процесса к рабочим условиям в реакторе, так как скорость в кинетическом уравнении (5.51) выражена в единицах объема SO3, получаемого в единицу времени с единицы объема катализатора в пересчете на нормальные условия, а материальные балансы двухфазной модели записаны для рабочих условий в реакторе.

При расчете многополочного аппарата окисления диоксида серы степень превращения определяют обычно относительно входа на первый слой, поэтому для любого слоя можно записать общие уравнения модели:

AkBB

хк = zH + : г—31 :—=г (5.56)

1 -(W — W0)WD ехр (—Г) 1

г/к = хк — (*к — гн) ехр (— Г) (5.57)

где 2Н — степень превращения на входе в слой.

Для расчета рабочей высоты слоя можно рекомендовать эмпирическую завиСИИ0СТЬ[/1 Я///0 = 1+0.9ДИ (5.58)

дающую удовлетворительные результаты для частиц со средним диаметром 0,75—2 мм.

Зная расширение слоя, по уравнению (5.13) рассчитывают средний диаметр пузыря в слое. При заданных составе газа, температуре и давлении в реакторе скорость начала взвешивания можно рассчитать по критериальному уравнению [26]:

Re = _ (5.59)

14G0 + 5,22 Аг0,5

Здесь Re = —-критерий Рейнольдса; Аг=-^4~ — критерий АрхиV V рг

меда; а*—-средний диаметр зерен катализатора, м; рг и рт — плотность газа и твердых частиц, кг/м3; v — кинематическая вязкость газа, м2/сНаблюдаемая константа скорости процесса в общем случае зависит от температуры, давления, состава реакционной смеси, размера частиц катализатора и других параметров, что может быть обусловлено как наличием диффузионных торможений, так и недостаточной точностью кинетической модели процесса. Поэтому температурную зависимость константы скорости процесса лучше определить проточным методом в лабораторном изотермическом реакторе идеального вытеснения на частицах катализатора, которые будут применяться в реакторе КС [2].

Рассмотрим один из вариантов алгоритма расчета однослойного адиабитиче-ского реактора для окисления диоксида серы в КС.

1. Задание температурной зависимости константы скорости процесса для данных частиц катализатора.

2. Ввод исходных данных: начальных концентраций дискосида серы и кислорода, температуры и давления в ^реакторе, степени превращения на входе а слой, диаметра частиц катализатора, начальной высоты слоя, из

страница 120
< 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
сколько стоят букет невесты
Фирма Ренессанс: лестницы на второй этаж модульные - цена ниже, качество выше!
стул для посетителей изо хром
хранение мотоцикла цены

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
(11.12.2016)