Контрольная
работа
Сравнение
изотермического реактора идеального вытеснения и реактора полного смешения в
зависимости от степени превращения
Введение
Серная кислота является
одним из крупнотоннажных продуктов химической технологии. Серная кислота
относиться к числу сильных кислот и является самой дешёвой. Она реагирует почти
со всеми металлами, вступает в реакции обменного разложения. Почти половину
всей вырабатываемой кислоты используют для производства минеральных удобрений.
Также серную кислоту применяют в нефтехимической, металлургической отраслях
промышленности, для производства химических волокон, красителей, взрывчатых
веществ и других продуктов.
Окисление оксида серы (IV) является второй стадией
производства cерной кислоты. По методу окисления
оксида серы (IV) различают контактный и нитрозный
способы производства серной кислоты. В современных производствах окисление
проводят в присутствии твердого катализатора, и способ производства называют
контактным. При нитрозном способе катализатором служат оксиды азота. Окисление
проводят в жидкой фазе с помощью нитрозы, выполняющей функции передатчика
кислорода.
Окисление оксида серы (IV) в оксид серы (VI) – основной процесс в производстве
серной кислоты. Окисление проводят после тщательной очистки газа от пыли,
тумана серной кислоты, контактных ядов и осушки.
Равновесие реакции
окисления SO2 в соответствии с принципом Ле-Шателье сдвигается в
сторону образования SO3 при понижении температуры и повышении
давления. Равновесная степень превращения реагентов зависит также от
соотношения SO2 и O2 в газе. Некаталитическое окисление
оксида серы (IV) протекает столь медленно, что в
производственных масштабах его проводить нецелесообразно. Поэтому процесс проводят
в присутствии катализаторов. В сернокислой промышленности в разное время
применяли лишь три вида катализаторов, основу которых составляли металлическая
платина, оксиды железа и оксид ванадия (V). Самыми активными катализаторами являются платиновые. Однако
из-за высокой чувствительности к контактным ядам, в частности к мышьяковистым
соединениям, эти катализаторы уже давно не применяются.
Катализаторы на основе
оксидов железа практически не отравляются, но достаточную активность он
проявляет лишь при температуре выше 625С. При такой температуре равновесная
степень превращения не превышает 70%, и использование таких катализаторов
возможно лишь для так называемого предварительного окисления сернистого газа со
степенью превращения 50-60%.
Ванадиевые катализаторы в
условиях работы представляют собой пористый носитель, внутренняя поверхность
которого смочена пленкой раствора V2O5 в расплаве пиросульфата калия.
В рамках данной работы мы
рассматриваем 2 типа реакторов: реактор идеального вытеснения и реактор полного
смешения.
Реактор идеального
вытеснения. При
прохождении потока через данный реактор все частицы движутся с одной скоростью,
не перемешиваясь друг с другом, то есть исходные реагенты не смешиваются с
продуктами реакции. В каждом поперечном сечении потока концентрации их
выровнены, но плавно изменяются по длине реакционной зоны. Аналогично
изменяется скорость процесса.
По условию задания мы
используем изотермический температурный режим, который характеризуется
постоянством температуры по всей длине реакционной зоны. Данный режим в
реакторе идеального вытеснения наблюдается в случае протекания
химико-технологического процесса без теплового эффекта или когда скорость
тепловыделения (теплопоглощения) мала, а теплопроводность среды в реакционной
зоне высока.
Необходимое время
пребывания реагентов в реакционной зоне рассчитывают по уравнению:
,
называемому характеристическим
уравнением реактора идеального вытеснения.
Реактор полного
смешения. При
прохождении потока через данный реактор частица, поступающая в реакционную
зону, мгновенно смешиваются с частицами, уже находящимися в этой зоне, то есть
равномерно распределяются по всей длине и во всем объёме зоны. В результате во
всех точках реакционной зоны мгновенно выравниваются все параметры,
характеризующие химико-технологический процесс.
Вследствие полного
перемешивания выравнивается и температура во всём объёме реакционной зоны.
Таким образом, химико-технологический процесс в потоке полного смешения может
протекать только при изотермическом температурном режиме, независимо от
значения теплового эффекта, концентрации и степени превращения исходных
веществ.
Время пребывания частиц в
реакционной зоне распределено не равномерно. Смешение исходных реагентов с
продуктами реакции и неравномерность времени пребывания частиц в реакционной
зоне приводит к уменьшению движущей силы процесса по сравнению с проведением
его в потоке идеального вытеснения.
,
это выражение называют характеристическим
уравнением реактора полного смешения.
Целью данной работы
является сравнение изотермического реактора идеального вытеснения и реактора
полного смешения в зависимости от степени превращения, а также рассчитать
производительность по исходному компоненту SO2.
Исходные данные
SO2 + 0,5O2 = SO3 - ∆H0
Исходные концентрации
реагентов (мольная доля):
Скорость реакции
рассчитывается по выражению:
константа равновесия:
Расчетная часть
реактор
идеальный вытеснение смешение
Вывод
В результате проделанной
работы мы выяснили, что объём реактора идеального вытеснения меньше объёма
реактора полного смешения при одной и той же степени превращения, то есть при
одинаковой скорости реакции.
Производительность
реакторов изменяется от 0 до 9 м3/с с шагом 0,5 при соответственном
изменении степени превращения SO2 от 0 до 0,9 с шагом 0,05.
При увеличении степени
превращения SO2 скорость реакции падает.
Другие работы по теме:
Математическое моделирование процесса получения эмульгатора
Математическое моделирование технических объектов. Моделируемый процесс получения эмульгатора. Определение конструктивных параметров машин и аппаратов. Математический аппарат моделирования, его алгоритм. Создание средств автоматизации, систем управления.
Чорнобиль
Аварія на Чорнобильській АЕС як світова проблема. Боротьба людей зі смертельною радіацією і смерть від надлішкового опромінення організму. Наслідки Чорнобильської катастрофи в нашому житті: відхилення в розвитку, а також забруднення радіацією.
Расчет пленочного испарителя
Конструктивные параметры теплообменника. Тепловой баланс пленочного испарителя. Нагреваемая среда – эфирный раствор с диэтиловым эфиром. Температура эфирного раствора на входе и на входе. Удельная теплоемкость эфирного раствора рассчитывается по формуле.
Расчет пленочного испарителя
Задаем пленочный испаритель ИП-1 со следующими параметрами: Нагревание проводится водой с Конструктивные параметры теплообменника: поверхность теплообмена
Реакторы идеального вытеснения
Определение температуры газового потока на входе в реакторе, обеспечивающей максимальную производительность реактора. Программа для расчета, составляется в приложении REAC. График зависимости производительности реактора от температуры газового потока.
Планирование дискриминирующих экспериментов
Эксперименты по дискриминации гипотез: химические, физико–химические, изотопные, кинетические. Идеальные реакторы для экспериментов: закрытый реактор полного смешения, проточный реактор идеального вытеснения. Критерии отсутствия диффузионного торможения.
Основы химической технологии
Процесс произведения нитробензола и составление материального баланса нитратора. Определение расхода реагентов и объёма реактора идеального смешения непрерывного действия при проведении реакции второго порядка. Расчет теплового эффекта химической реакции.
Атомная энергетика Катастрофы Чернобыль
Чернобыльская атомная электростанция находится на самом севере Украины в Киевской области около впадения реки Припять в Днепр. В 112 километрах южнее г.Киева, в 100 км восточнее г.Чернигова. Непосредственно место, где находится станция и городок обслуживающего персонала называется город Припять.
Термоядерный синтез - энергия будущего
Text Text Более глубокое исследование проблем ТУС Более глубокое исследование проблем ТУС Улучшить параметры плазмы и устранить ее неустойчивости Закончить стройку ИТЭР во Франции Graphics
Термоэмиссионный преобразователи энергии
Термоэмиссионные преобразователи энергии. 1. Основные сведения о термоэмиссионных преобразователях. Различные типы ТЭП разрабатываются для питания систем и оборудования КЛА, в особенности КЛА с ядерными АЭУ. При электрической мощности АЭУ порядка 0,1 - 1 кВт целесообразно применение РИТЭП и СТЭП.
Охлаждение стали У8
Структура тростит+мартенсит, полученная при непрерывном охлаждении стали У8. Кривая охлаждения, нанесенная на диаграмму изотермического превращения аустенита данной структуры. Интервалы температур превращений и описание характера превращения.
Технология производства акролеина
Министерство Образования и Науки РФ Казанский Государственный Технологический Университет Кафедра: "Общей химической технологии" Курсовая работа
Биогазовая установка: устройство, принцип работы
Жидкие биологические отходы перекачиваются на биогазовую установку с помощью насосов, предварительно попадая в емкость, в которой масса гомогенезируется и подогревается до нужных температур, иногда охлаждается.
Технология производства акролеина
Анализ технологической схемы производства акролеина. Установление материального баланса сложной параллельной и необратимой реакции. Расчет пропускной способности установки, конверсии, расходного коэффициента, выхода на поданное и превращенное сырье.
Тепловой расчет реактора
МЭИ (ТУ) Кафедра парогенераторостроения Типовой расчёт по курсу: Генераторы тепловой энергии Тепловой расчёт ВВЭР Студент: Иванов А.А. Группа: С-2-95
работа
По эскизу детали (рис. 17) разработайте эскиз отливки с модельно-литейными указаниями, приведите эскизы металлических модельных плит, стержневого ящика и собранной литейной формы ( в разрезе). Опишите последовательность изготовления формы одним из методов машинной формовки
Топливо
Топливный цикл. Теплоносители реакторов. Замедлители реакторов.
Судьба термоядерного синтеза
Идея создания термоядерного реактора зародилась в 1950-х годах. Тогда от нее было решено отказаться, поскольку ученые были не в состоянии решить множество технических проблем.
Каталитические методы
Каталитические методы очистки очистки газов основаны на гетерогенном катализе и служат для превращения примесей в безвредные или легко удаляемые из газа соединения. Процессы гетерогенного катализа протекают на поверхности твёрдых тел - катализаторов.
Ядерный реактор
ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР , устройство, в котором осуществляется управляемая ядерная цепная реакция, сопровождающаяся выделением энергии. Первый ядерный реактор построен в декабре 1942 в США под руководством Э. Ферми. В Европе первый ядерный реактор пущен в декабре 1946 в Москве под руководством П. В. Курчатова.
Безградиентный реактор
Безградиентный реактор, лабораторный прибор для измерения скоростей химических реакций; проточный реактор, в котором концентрации реагентов и температура одинаковы по всему пространству, благодаря чему скорость реакции определяется наиболее просто.
Производство водорода из твердых топлив
В настоящее время водород применяется в проходных металлургических печах для создания в них безокислительной среды. В будущем он будет использоваться как экологически чистое топливо, например, в двигателях внутреннего сгорания.
Биохимические реакторы
Министерство образования Российской Федерации Самарский Государственный Университет Реферат на тему: БИОХИМИЧЕКИЕ РЕАКТОРЫ Выполнила студентка 4 курса, 542 а группы
Екологічна ситуація на ТЕС ГЕС АЕС
РЕФЕРАТ Тема: Альтернативні джерела електроенергії. Екологічна ситуація на ТЕС, ГЕС, АЕС План Вступ 1. Застосування ядерної енергії. 2. Ядерний реактор.