Лекции ОХТ для заочников. Лекция 1 Предмет и содержание курса охт
 Скачать 1.88 Mb.
|
Гидродинамические режимы в реальных реакторахВ реальных реакторах время достижения заданной степени превращения реагента обычно больше, чем время, рассчитанное по характеристическим уравнениям. Это связано с тем, что в реальных реакторах гидродинамический режим отличается от идеального режима, взятого за основу при создании модели. Например, в реальном трубчатом реакторе наряду с переносом вещества в направлении движения потока реакционной массы возможно обратное движение молекул (обратная диффузия), а также перемещение вещества в радиальном направлении (радиальная диффузия).  Существуют модели, учитывающие это перемещение реагентов. Модель, учитывающая только обратное перемешивание, называется однопараметрической диффузионной моделью. Модель, учитывающая наряду с обратным перемешиванием и радиальное перемешивание, называется двухпараметрической диффузионной моделью. Для этих моделей, как и для модели РИВ-Н, справедливы равенства:   Но, в отличие от РИВ-Н, для однопараметрической модели  ,где DL – коэффициент обратной диффузии. При стационарном режиме, когда  , уравнение однопараметрической модели имеет вид Рассуждая аналогичным образом, можно получить уравнение двухпараметрической модели  ,где DR – коэффициент радиальной диффузии. Степень отклонения реального реактора от идеального, которую можно количественно охарактеризовать отношением их объемов  , зависит от ряда показателей, например, для однопараметрической модели – от DL, линейной скорости потока W и длины реактора L. Эти показатели сведены в безразмерный комплекс  , представляющий собой обратный критерий Пекле  . Покажем, как изменяется показатель при увеличении конверсии реагента при разных значениях комплекса . При =0 Vр = Vид.. Чем больше , тем больше отношение , тем больше отклонение гидродинамического режима в реальном реакторе от режима в идеальном реакторе, то есть для достижения одинаковой конверсии нужен все больший объем реактора по сравнению с Vид. Особенно сильно проявляется различие при больших степенях превращения реагента.Одно- и двухпараметрические диффузионные модели тоже не полностью описывают гидродинамический режим в реальных реакторах. В реальных реакторах возможно образование застойных зон, где задерживается реакционная смесь, Скорость химической реакции в этих застойных зонах, если и не равна нулю, то существенно отличается от скорости реакции в основном потоке.  Второй причиной, по которой часть реакционного потока может не принимать участия в реакции, является наличие внутренних байпасов. Байпас – явление, при котором часть потока очень быстро проходит через реактор от входа к выходу (проскальзывает) и почти не участвует в химической реакции. Третья причина – образование циркуляционных зон, в результате чего время пребывания частиц в реакторе становится больше.  |