химический каталог




Проектирование процессов и аппаратов химической технологии

Автор И.Л.Иоффе

для каждого процесса методике.

Для реакторов непрерывного действия существует следующий порядок расчета.

1. Термодинамический расчет процесса, при котором определяют наиболее оптимальные параметры его режима (температуру, давление, степень превращения веществ).

2. Материальный баланс.

3. Кинетический расчет для определения объема реакционного пространства. Его проводят графоаналитическим или аналитическим способом. Сначала определяют продолжительность протекания реакции, а затем — полезный объем реактора.

4. Тепловой расчет реактора. При решении теплового баланса определяют количество теплоты, которое необходимо подводить или отводить из реактора, расход теплоносителя.

5. Определение поверхности теплообмена и размеров рубашки, змеевика или трубчатки.

6. Технологический расчет мешалки, определение мощности при перемешивании.

Расчет реакторов периодического действия типа реакционной камеры сводится к определению числа аппаратов при заданном их объеме, обеспечивающих заданную суточную производительность, У

7.2.1. Материальный баланс

Материальный баланс химических процессов составляют для определения количеств перерабатываемых и получаемых веществ. Вычисляемые количества веществ могут быть отнесены к единице времени (кг/сутки; кг/ч; кг/с) или к единице массы получаемого продукта. В последнем случае материальный баланс не изменяется с изменением мощности производства.

Основой для составления материального баланса химического процесса служит стехиометрическое уравнение химической реакции:

яА + 6В = сС+'<Ш, (7.1)

lie Л и В пгхпчные вещества; С и D — продукты реакции; а, Ь, с, d— cfi'Miouerpii'iei/KiK' коэффициенты.

Обозначим МЛ, МВ, МС, MD — молекулярные массы взаимодействующих веществ (участвующих в реакции и полученных в результате реакции).

Допустим, что реакция (7.1) протекает необратимо слева направо. Тогда в конце процесса израсходуется все вещество А, т, е. 0Л 0.

Количество израсходованного вещества В составляет

°а~<М«УвМл)- (7.2)

;i количества образующихся веществ С и D при 100 %-ном превращении

"r^ftWi °0'=ВЛ(аМо1АМА)- <7-3>

r.'is-' (JFL, (IR„ CIR, GO - 100 %-иые вещества.

При проведении производственного процесса масса готового, продукта получается меньше теоретической. Объясняется это тем, что реакции могут проходить не до конца, образуются побочные продукты, есть механические потери и т. д.

Отношение количества фактически полученного готового продукта (7ф к теоретически возможному GT называется выходом:

Т1 = Оф/Ст. (7.4)

Выход т| всегда меньше единицы.

С учетом выхода п количество образующихся по реакции веществ С и D составит

(7.5)

Rc.Mii производственный процесс состоит из нескольких стадий п па каждой из них есть определенный выход т),, то общий выход готовою продукта по всему производственному процессу

(7.6)

равен:

TU = 1i1Vl3;'Де Ц\, ..., - иылоды по стадиям.

(7.7)

Rc.nn вещество В взято с избытком, то часть его остается не-прореигнроиаиной и определяется из равенства

G'B=*GB-(GAbMB/aMA).

180

181

Материальный баланс

Расход вещества А рассчитываются исходя из заданной производительности:

0А^ОАМЛ/(ХБСМС). (7.8)

(7.9)

Здесь G — суточная производительность продукта С, кг: С = 1000/7*с/330,

где П — годовая мощность производства, т/год; хс — массовая доля вещества С в техническом продукте; 330 — число дней работы оборудования в году; 1000 — пересчет тонн в кг.

(7.10)

В пересчете на технический продукт расход вещества А:

Лтехн *

где ХЛ — массовая доля вещества А в техническом продукте Аналогично определяют расход вещества В. Результаты материального расчета сводятся в табл. 7.2.

7.1.1. Тепло»ой баланс

Все промышленные химические процессы должны проводиться при строго определенных заданных температурных условиях и в большинстве случаев требуют подвода или отвода теплоты. Тепловой расчет сводится в основном к составлению теплового баланса процесса, определению количества подводимой или отводимой теплоты, определению расхода теплоносителей или хладагентов и вычислению площади поверхности теплообмена.

(7.11)

Уравнение, выражающее тепловой баланс химического процесса, может быть представлено в следующей общей форме:

Здесь QI — теплота, вносимая в аппарат с перерабатываемыми веществами; QZ — теплота, отдаваемая теплоносителем перерабатываемым веществам или отводимая охлаждающими агентами; Q3 — тепловой эффект химического процесса; Q4 — теплота, уносимая из аппарата с продуктами реакции; QB — теплота, расходуемая на нагревание аппарата (при проведении непрерывных процессов Q5 не учитывается); QB — тепловые потери в окружающую среду.

(7.12)

Основная величина Qs находится по формуле Q2 = QI + QB + QE — QI— Qs.

Количество теплоты, вносимой в аппарат с перерабатываемыми веществами и уносимой из аппарата с продуктами реакции, может быть определено по уравнению

«1,*= T,Oct.

(7.13)

182

183

Массовые количества веществ G берут по данным материального б

страница 51
< 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

Скачать книгу "Проектирование процессов и аппаратов химической технологии" (3.61Mb)


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

 

 

Реклама
torneo в воронеже
ремонт холодильников метро первомайская
Банкетка DIK 8146
немецкие кухни в москве распродажа

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
(07.12.2016)