химический каталог




Расчеты аппаратов кипящего слоя

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

в слое. С ростом избытка скорости Дш и уменьшением начальной высоты слоя температура зажигания Г3аж реактора увеличивается. Достаточно сложный характер поведения реактора, сульфатизация ванадиевой контактной массы при пониженных температурах должны учитываться при пуске. После вывода реактора на устойчивое верхнее состояние температура входа может быть понижена.

Пример 5.2 (окисление этилена кислородом до окиси этилена). В реакторе окисления этилена протекают следующие экзотермические необратимые реакции:

2С2Н4 + 02 = 2С2Н40 (5.61)

2С2Н40 + 502 = 4С02 + 4Н20 (5.62)

С2Н4 + 302 = 2С02 + 2Н20 (5.63)

Кинетическая модель окисления этилена кислородом в области выше верхнего предела взрываемости (т. е. при концентрации С2Ш — 0,88 и 02 — 0,05 мол. Доли) на промышленном серебряном катализаторе в диапазоне температур

473—523 К представляется следующими уравнениями [28]

dx Р

(*. + *э) 1-ПГБ 2Vkt-d (5-64)

dx 1 " 1 -f Vc2h4o + 2y>C02

rfx - ftl 1 + V>C2H40 + 2*/COa 2 1 + Vc2h,o + 2k5PC02 K ? 1

kx = 43 exp[- 71 880/(^7*)] (5.56) *2 = 28,5 exp [- 76 870/(#7,)l (5.67)

k3 = 0,39 exp [-56 920/(#Г)] (5.68) &4 = 1.95 • 10"9 exp [29 080/(ДГ)] (5.69)

k5 = 0,2ki (5.70)

где л: — общая ^степень превращения этилена; xs — степень превращения этилена в окись этилена; ki, kz, ks— константы скоростей реакций (5.61), (5.62) и (5.63), соответственно, Па-1-с-1; Р0г, ^с^ьцо1 РСОг — парциальные давления соответствующих компонентов, Па; &4, къ — адсорбционные коэффициенты для окиси этилена и С02, соответственно, Па-1; т — время контакта, с.

Если обозначить Р — общее давление: а, Ь и с — исходные концентрации этилена, кислорода и диоксида углерода в мольных долях, соответственно, то текущие парциальные давления газов в смеси равны:

рГоН = Ра , 1 ~ * (5.71) р =ра- *± (5.72)

с2н4 1 _ oЈaxs v ' с2н4о 1 _ о?ах$ v '

P{b- Зах + 2,Saxs) _ 2a (x - xs) + с

P02~ l-0,5axs {bJi) Fco2~p i_0,5ajc, (5'/4)

Уравнения скоростей основного и побочных процессов преобразуются к виду

~- = + *3) P(b- Зах + 2,5axs)/A (5.75)

ах

dxs

= P[ki(b — Зах + 25axs) — k2axs]/A (5.76)

dx

где A — 1 — 0,5axs -f й4Рал;х -f 2k5P[2a{x — xs) -f c].

Наличие последовательных и параллельных реакций, а также применение достаточно крупнозернистого катализатора предопределяет выбор двухфазной модели с идеальным вытеснением в плотной части слоя. Уравнения материальных балансов в плотной и разреженной фазах для процесса окисления этилена кислородом приводятся к виду

dx HQT-9,8\-\W . b - Зах + 2,5axs 9 (Я — H0) . ,dl = w0 ? 273 {kl + h) ~ A Un {X ~ У)

(5.77)

dxs HQT • 9,81 • 104 kl(b — 3ax + 2,5axs — klaxs) 9 (H — Hp) _ ч

~df~ w0-273 A 2dn [Xs Уз)

(5.78)

dy 9w0 (H - H0) ? dys _ 9w0 (H - H0)

~dT~ 2dn{w - wo) {X У) (5'79) dl " 2dn (w - wo) {Xs ys) (ЪЩ

W0 , W — WO /ео1ч W0 , W — W0 ON.

z = ——x-\ -y (5.81) zs = —-xs-) ys (5.82)

w W W W

Избирательность процесса в плотной, разреженной фазе и суммарная определяются соотношениями

Jx^Xs/x; Jy = ysly\ lz*=zs\z (5.83)

При заданных значениях диаметра частиц, начальной высоты слоя и избытка скорости газа над. скоростью начала взвешивания по уравнениям (5,69),

Рис. 5.25. Влияние начальной высоты слоя на выход окиси этилена и общую степень превращения этилена (zVw=0.2 м/с):

1,2,3 — общая степень превращения на выходе из плотной, разреженной фаз и слоя, соответственно; 4,5,6—избирательность процесса по плотной, разреженной фазам и суммарная, соответственно; 7, 8, 9 — степень превращения этилена в окись этилена на выходе из плотной, разреженной фаз и слоя, соответственно.

(5.58) и (5.13) рассчитывают скорость начала взвешивания, рабочую высоту и средний диаметр пузыря в слое. Уравнения (5.77) — (5.80) интегрируются численно, например методом Рунге — Кутта [29].

Пример расчета выполнен для давления в реакторе 1,6 МПа, температуры в слое катализатора 523 К, среднего диаметра частиц 1,5-10~3 м, состава газа а—0,88, Ъ — 0,05, остальное — азот [28, 30]. На рис. 5.24 и 5.25 показано влияние величины Aw и начальной высоты слоя на показатели процесса. С ростом избытка скорости газа над началом взвешивания увеличивается доля газа, проходящего через слой в пузырях, газонаполнение и, следовательно, межфазный поток. Эти изменения приводят к снижению концентрации продуктов реакций в обеих фазах и на выходе из слоя (см. рис. 5.24).

Меньшим значениям степеней превращения соответствуют большая избирательность процесса. Окись этилена является промежуточным продуктом в последовательных реакциях (5.61) и (5.62). Экстремальный характер кривой изменения выхода окиси этилена в плотной фазе от начальной высоты слоя очевиден (см. кривую 7 рис. 5.25). Процесс протекает при недостатке кислорода, поэтому при высотах, больших 0,6 м, концентрация кислорода в плотной фазе очень мала и определяется двумя факторами: притоком е

страница 122
< 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
http://help-holodilnik.ru/info/Stanciya_metro_Dinamo-remont_xolodilnikov_na_domu
аренда проектора
матрасы для детей от 5 лет
контактные линзы hera carnival

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
(17.08.2017)