ТЕПЛОПЕРЕНОС В ХИМИЧЕСКИХ РЕАКТОРАХ
От температуры зависят:
– химическое равновесие и степень превращения;
– скорость химической реакции;
– селективность сложных реакций.
Кроме этого, меняя температуру, гетерогенный процесс можно перевести в гомогенный, а для гетерогенного процесса изменить область протекания. Нарушение теплового режима в реакторах может привести к перегревам, и, следовательно, к нежелательным побочным явлениям.
Существенное влияние на распределение температуры оказывает гидродинамическая обстановка в аппарате. По определению в РИС она одинакова во всех точках объема, а в РИВ – разная по длине реактора.
Интенсивность перемешивания также влияет на условия теплообмена в реакторах.
В уравнении теплового баланса учитываются все тепловые потоки, входящие и выходящие из него:
, (13.1)
где Qвх – тепло, вносимое в реактор реакционной смесью;
Qвых – тепло, выносимое из реактора реакционной смесью;
Qх.р. – теплота химической реакции;
Qф.п. – теплота фазовых переходов;
Qт.о. – тепло, отбираемое от реакционной смеси окружающей средой;
Qнак. – тепло, накапливаемое в реакторе.
Теплота фазовых переходов Qф.п. не всегда встречается, а если встречается, то составляет менее 15 % от суммарных затрат, поэтому для облегчения расчетов величину Qф.п. исключают из уравнения теплового баланса:
. (13.2)
Если реактор работает в стационарных условиях, то не происходит накопления тепла в реакторе:
. (13.3)
Реактор может работать в трех тепловых режимах:
- в изотермических условиях:
; ; (13.4)
- в адиабатных условиях:
; (13.5)
- в промежуточных (политропных) условиях – тепло химической реакции частично затрачивается на нагрев реакционной смеси, а частично отводится:
. (13.6)
Дата добавления: 2015-06-17; просмотров: 1026;