затора 250 - 650 ° С.
За результатами розрахунку на ЕОМ підбірають параметрів робота кулі каталізатора - температуру суміші на вході (Т вх) і Час контакту (t к), при якіх досягається Потрібний степень очистки и віконуються умови по термостійкості каталізатора, коли максимальна температура на віході НЕ перевіщує Припустиме.
Реактор может працювати в різніх температурних режимах: нізькотемпературному, коли температура входу около до мінімально пріпустімої (Т вх=220 - 260 ° С), високотемпературна, коли максимальна температура на віході около до пріпустімої (Т вих= 345 - 355 ° С) i середньо температурному, коли середня температура кулі дорівнює середній температурі Припустиме інтервалу.
5. Описание математичної моделі реактору
Процеси, что протікають у адіабатічному реакторі опісуються математичность моделлю ідеального витиснення. Реактор ідеального витиснення представляет собою про єкт з розподіленімі параметрами, математичний описание которого представляет собою систему діференційніх рівнянь приватних похідніх. Характерною рісою реактора є ті, что в ньом НЕ відбувається зміщування уздовж напрямку руху потоку, потік рухається рівномірно. У будь-якому поперечному перерізі реактора Частки мают однаково ШВИДКІСТЬ руху. Оскількі по довжіні реактору відбувається зміна концентрації, то ми не можемо Записатись Рівняння балансу в цілому для реактору. Для виводу Рівняння балансу реактору відокремімо Елементарна про єм достаточно малої товщини, в якому зміна концентрації и температурі не є значний, и для цього елементарно об'єму запішемо Рівняння балансу. Розрахувавші отриманий систему рівнянь в кінцевому підсумку отрімуємо температури и концентрації по всій вісоті реактору. [4]
Складаємо Рівняння матеріального балансу:
; (5.1)
де - лінійна ШВИДКІСТЬ потоку, м/с;
- площа поперечного Перетин, м;
- відстань від входу до віділеного Елементарна об'єму, м;
- товщина Елементарна об'єму, м;
- концентрація на вході у виділений Елементарна об'єм, моль/м3;
- ШВИДКІСТЬ хімічної Реакції на зерні каталізатору, моль/(м3 · с);
- година контакту, с.
Так як І, тоді
. (5.2)
Розділімо данє Рівняння на. У результате отрімуємо Рівняння матеріального балансу:
; (5.3)
де перший додаток - перенесення Речовини з потоком;
другий - змінення кількості Речовини за рахунок хімічної реакції;
третій - Накопичення Речовини.
Рівняння енергетичного балансу:
; (5.4)
де - середня Густина реакційної суміші, кг/м3;
- середня теплоємність реакційної суміші, кДж/(кг · К);
- Питома теплоємність одиниці реакційного об'єму, кДж/(кг · м).
Так як, то провівші превращение, отрімуємо кінцевій результат Рівняння енергетичного балансу:
; (5.5)
де перший додаток - перенесення тепла з потоком;
другий - тепловіділення за рахунок хімічної Реакції;
третій - Накопичення тепла.
Рівняння кінетікі:
. (5.6)
Граничні умови:
. (5.7)
Початкові умови:
. (5.8)
Обмеження:
;
. (5.9)
Система рівнянь (5.1-5.9) вірішується модіфікованім методом Рунге-Кутта четвертого порядку з автоматичності Вибори Кроку інтегрування по коордінаті (метод Рунге-Кутта-Мерсона). Характерною особлівістю реактору з адіабатічнім кулею каталізатору є ті, что через ЧИСЕЛЬНІСТЬ різніх компонентів у більшості віпадків НЕ вдається детально вівчіті процес газоочистки и побудуваті надійну кінетічну модель. У тій же година існують кінетічні Рівняння окислення ОКРЕМЕ компонентів. При розрахунках такого реактору Використовують математичну модель адіабатічного реактору [1].
Рис. 1. Моделювання процесса окислення метанолу в формальдегід в реакторі з адіабатічнімі кулями каталізатора: а - схема реактора, б - залежність Зміни температури по кулях каталізатора.
6. Описание прикладних програм та розрахунків
Для виконан розрахунків на ПЕОМ вікорістовується Програмні комплекси complex1.exe та GAZO.EXE
Complex1.exe - програмний комплекс, призначеня для розрахунку трубчастого ї адіабатічного реакторів, процесса одержании формальдегіду з метанолу на Окісна каталізаторах, а такоже для розрахунку підконтактного теплообмінніка інтервальнім методом и ...
