КАСКАД РЕАКТОРОВ ИДЕАЛЬНОГО СМЕШЕНИЯ

(К-РИС)

 

К-РИС – это несколько последовательно соединенных РИС-Н. Реакционная смесь последовательно проходит через все секции. Примером является тарельчатая колонна (рисунки 10.1, 10.2).

Для К-РИС необходимо выполнить два условия:

- в каждой секции выполняются условия работы РИС;

- отсутствует обратное влияние, то есть работа последующей секции не влияет на работу предыдущих.

Математическое описание К-РИС, работающего в изотермическом режиме, представляет собой N уравнений РИС-Н, при условии, что параметр предыдущей секции будет начальным параметром следующей секции.

Рисунок 10.1 – Каскад реакторов идеального смешения

 

Рассмотрим определение концентрации реагента А на выходе из каскада реакторов.

Известно:

. (10.1)

Следовательно, для каскада РИС:

;

; (10.2)

,

где ; ; ;

, – среднее время пребывания реагентов в отдельных ступенях.

Решая последовательно систему уравнений, можно определить концентрации на выходе из каждой секции (рисунок 10.3).

Для простых реакций, осуществляемых в К-РИС, можно получить аналитические уравнения, которые позволяют определить концентрацию на выходе из каждой секции:

;

; (10.3)

,

где k1, k2, kN – константы химической реакции в секциях каскада реакторов.

, или (10.4)

. (10.5)

Для последней секции:

. (10.6)

Рисунок 10.3 – Графический метод определения

концентрации реагентов на выходе из К-РИС

 

Если скорости химической реакции в каждой секции одинаковы, то в этом случае концентрация на выходе из последней секции будет определена:

, (10.7)

 

где k – константа химической реакции;

– среднее время пребывания реагентов в N-секции.

Если учесть, что = 1-XА, то 1-XА = .

После преобразования:

, . (10.8)

В связи с тем, что скорость химической реакции в отдельных секциях одинакова, при графическом определении концентраций реагента СА1, СА2 и т.д. прямые материального баланса будут параллельны (рисунок 10.4).

 

 

 
 


WrA

 

 

М1

М2

М3

 

 

Рисунок 10.4 – Графический метод определения концентрации

реагента на выходе из К-РИС, включающего N секций

равного объема (V1=V2=…VN)

 

Если задана степень превращения реагента XА, то можно определить число секций заданного объема:

 

. (10.9)









Дата добавления: 2015-06-17; просмотров: 854;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.006 сек.