A reaktor hőmérsékleti körülményei
A kémiai folyamat eredményét jelentősen befolyásolja a hőmérsékletT 0. A reaktor-modellek számításánál és kiválasztásánál figyelembe kell venni a reakció Qr (vagy entalpia) termikus hatásának # 916; Hr).
A hőmérsékleti rendszertől függően három fő reaktortípus különböztethető meg:
1. Adiabatikus (nincs hőcserélés a környezettel) - reaktorok a reaktor falain keresztül a környezetben a hőellátás vagy a hő eltávolítása nélkül működnek. így a reakció során felszabaduló vagy abszorbeált hő felhalmozódik (abszorbeálódik).
Példa: Általánosságban a RIV - ideális helyettesítő reagensek.
reaktorok, amelyekben az eljárás állandó hőmérsékleten folytatódik (T ° = const, vagy # 916; T ° = 0) a reaktor teljes térfogatában V.
Ez a feltétel a következő módszerek valamelyikével érhető el:
1) reagensek intenzív keverése (enyhe Qr hőhatással);
2) a hő ellátásának vagy eltávolításának köszönhetően;
3) a bejövő reakciókeverék T ° hőmérsékletének szabályozásával.
- reaktorok, amelyeket a reakcióhő vagy a külső hőbevitel részleges eltávolításával jellemeznek a reaktormagasságban ("programvezérelt reaktorok") meghatározott T ° hőmérsékletváltozási programnak megfelelően.
Példa: RIS keverési reaktorok - periodikus hatás.
A hőmérlegeket a reaktorban lévő folyamatok tanulmányozására és mennyiségi meghatározására használják a számított képletek származtatásához a hőmérsékleti rendszerhez.
A hőegyensúly az energia megőrzésének törvényén alapul:
A hő érkezése egy adott termelési reakcióban egyenlőnek kell lennie azzal a fogyasztással, amelyben ugyanabban a műveletben: Qprx. = Qas.
Hő egyensúly szerint az anyag egyensúlyát pro-folyamat és a hőhatás a kémiai reakciók és fizikai pre-forgatások előforduló a reaktorban, a hőbevitel kívülről, valamint eltávolítja a hőt a termékek a reakciót, és a reaktor falán.
I. Adiabatikus reaktor (gyakrabban RIV)
Az ideális modell az adiabatikus reaktorban nincs hőcsere a környező közeggel. Valódi körülmények között a hőátadás hiánya a reaktor falainak a környezetből történő jó elszigetelése miatt alakul ki (kettős falak, szigetelőanyag)
A hőmérséklet-változás T0 az adiabatikus reaktorban # 916; T ° = T ° con. - T ° kezdete. arányban
és fordítottan arányos
- a reakcióelegy átlagos hőkapacitása.
Exoterm reakció esetén # 916;<0 ΔT° = T°кон. - T°нач> O (jele +)
Endoterm reakció esetén # 916; H> 0 # 916; T ° = T ° con. - T ° nst <О (знак-)
A RIV modell adiabatikus reaktora szerint kiszámítjuk a szűrő katalizátor réteggel ellátott érintkezőket.
Ez a modell alkalmazható homogén reakciókra szolgáló kamrai reaktorok kiszámítására is, közvetlen vízáramú abszorbensekhez, szigetelő béléssel, amelyben a gáz a permetezett folyadék felé mozog.
Az adiabatikus RIV-H alkalmas exoterm reakciók végrehajtására. Ha nem hozza kívülről a hőt, akkor a folyamat egy autotermális rendszerben folytatódik (a kémiai reakció hője miatt).
Az adiabatikus rendszerben endoterm reakciókat is végeznek, de ebben az esetben a reakciótömeget a gőzzel táplálják.
II. Izotermikus reaktor
Az adiabatikus egyenlet elemzése
azt mutatja, hogy az izoterm reaktorok
Kis értékű reaktorok megközelíthetők:
- qh.r. - specifikus hőhatás (anyagegységenként);
nagy értékek esetén
- - a reakcióelegy hővezető képességét.
A reaktorok gyakorlatilag izotermikusak:
- kis koncentrált (↓ CA) gázok feldolgozásához (→ 0), és
- reaktorok, amelyekben az exo- és az endo-termikus hatások gyakorlatilag
kiegyensúlyozottak (qx.p → 0). Ie izotermikus rendszert figyeltek meg abban az esetben, ha a főfolyamat termikus hatását egyenlő nagyságú, de mellékreakciók ellentétes hőhatásai vagy fizikai folyamatok (párolgás, feloldódás) kompenzálják,
Teljesen izotermikus reaktorok szimulációjában folyékony reaktorok
- (Ж - Т) - felfüggesztés
mechanikus, pneumatikus és sugárhajtású keverőberendezésekkel.
Az izotermikus rendszert a nem nagy méretű hab és buborékos készülékek polcain figyelték meg bizonyos rögzített katalizátoros kontaktóberendezéseknél.
Az izotermához közeli lehet az adszorpciós és abszorpciós berendezés módja, amelyben az adszorpció vagy felszívódás során felszabaduló hő elhasználódik a víz vagy más oldószer elpárologtatásával.
Az izotermikus rendszert hőcserélők segítségével érhetjük el, ha a reaktorból származó hőt szállítjuk vagy eltávolítjuk. Az exoterm reakció hőcseréje arányos azzal, hogy mennyi legyen szabaddá. Az endó megközelítése abszorbeálódik.