Каирханов Даулет Оралбекулы
жүктеу/скачать 2.79 Mb.
|
| а = 8,2/0,0028 * (2/3+0,0028/(3*0,005)) * (1 – 0,8) * 570 = 28,5 * 104 м2/м3. (36)
Критериалды теңдеулерде катализатор бөлшектері түзетін арналардың эквивалентті диаметрі анықталатын өлшем ретінде қабылданады: dэ = (4 * ε * к) / а, (37) мұндағы dэ-арналардың эквивалентті диаметрі, м. dэ = (4 * 0,8 * 570) / 28,5 * 104 = 6,4 * 10-3 М. (38) Бейтараптандыру процесінің жылдамдығын сипаттайтын Рейнольдс критерийі [11]: Re = ω * d / υ, (39) мұндағы υ — ауаның кинематикалық тұтқырлық коэффициенті, м / с, (реакцияның өту жағдайларын ескере отырып, υ = 15,11*10-6 м2/с қабылдаймыз). Re = 15 * 6,4 *10-3 / 15,11 * 10-6 = 2,54 * 103. (40) Катализатордың дәнін қорғайтын ауаның қозғалмайтын қабаты арқылы реакция жасайтын компоненттің диффузия коэффициенті Фуллер, Шеттлер, Гиддингс теңдеуімен анықталады [85]. "Зат-ауа" жүйесі үшін бұл теңдеу: D = ( 0,986*〖10〗^(-8)* (t_p + 273)^1,75) / (P * 〖(V_A^(1/3) + 2,179)〗^2 )*√(1/М_А +0,0345), (41) мұндағы D-ауадағы газ (бу) диффузиясының коэффициенті, м2 / с; TP-катализатор қабатының алдындағы температура, °C (tp = 500 °C); Р-қысым, МПа (Р=2,5 МПа); Va-залалсыздандырылатын компоненттің моль көлемі ,м3 / моль (Va= 30.7*10-3 м3 / моль); МА-залалсыздандырылған компоненттің молекулалық салмағы, г / моль (МА=28 г / моль); D = (0,986*〖10〗^(-8)* (500 + 273)^1,75 )/(2,5 * ((30,7*〖〖〖10〗^(-3))〗^(1/3) + 2,179)〗^2 ) *√(1/28+0,0345) = 15,7 * 10-6 м2 / с. (42) Қарастырылып отырған процестің Шмидт критерийі келесі формула бойынша есептеледі: Sc = υ / D, (6.6), (43) мұндағы Sc-Шмидт өлшемі. Sc = 15,11 * 10-6 / 15,7 * 10-6 = 0,962. (44) Виккаға сәйкес байланыс реакторындағы Реактивтердің өзгеру дәрежесі теңдеуден есептеледі: У = 1-exp (- N), (45) мұндағы У-реагенттердің өзгеру дәрежесі (У = 0,98); N - "реакторлық бірліктер саны". "Реакторлық бірліктердің саны" мен масса беру процесінің жылдамдығын шектеу жағдайында катализатор қабатының қалыңдығы арасындағы байланыс теңдеумен өрнектеледі: N = (B * a * h) / ω, (46) мұндағы в-масса беру коэффициенті, м / с; h-катализатор қабатының биіктігі. Формулаға ауыстыру және түрлендіруді орындау арқылы катализатор қабатының биіктігінің өзгеру дәрежесіне тәуелділігін аламыз: h = (ω * LN 〖 (1 — У) 〗)/(в * а), (47) Масса беру коэффициенті мына формула бойынша есептеледі: B = Nu * D / dp, (6.10) (48) мұндағы Nu-нуссельттің диффузиялық өлшемі. Отандық тәжірибеде химиялық реакция қатысатын процестерде масса беру коэффициентін есептеу үшін Рейнольдс >300 критерийлері үшін келесі критериалды теңдеулерді қолдану ұсынылады: Nu d= 0,395 * Re0, 64 * Sc1 / 3, (49) Nu d = 0,395 *25400,64 * 0,9621/3 = 58,9. (50) Сонда масса беру коэффициенті тең болады: В = 58,9 * 1,57 * 10-6 / 1,8 = 51,3 * 10-6 м / с. (51) Катализатор қабатының биіктігі тең болады: h = (15 * LP (1 - 0,98))/(51,3 *〖 10〗^(-6)* 28,5 * 〖10〗^4 ) = 1,6 м. (52) Катализатордың көлемі: Vк= 1,6 * 2,546 = 4,1 м3. (53) Реактордың аэродинамикалық есебі Жылу каталитикалық реактордың негізгі элементі, оның гидравликалық кедергісі катализатор қабаты болып табылады. Есептеу тәжірибесінде түйіршіктелген қабаттағы қысымның төмендеуін анықтау үшін қабат арқылы газдың қозғалысы кезінде энергия шығындарының табиғатына әртүрлі тәсілдерге негізделген бірқатар тәуелділіктер қолданылады. НИИО-газ филиалдарының қызметкерлері алған эксперименттік мәліметтер сусымалы материал қабатының кедергісін есептеу үшін келесі тәуелділікті ұсынуға мүмкіндік береді: ∆P = 490 * (〖(1 — ε)^^2 )/ε^3 * (μ * ω *h)/(d_э ^ 2 ), (43) мұндағы μ-ауаның динамикалық тұтқырлық коэффициенті, Па * с (процестің температурасын ескере отырып, біз μ=3,5*10-5 Па*с қабылдаймыз); dэ-бөлшектің келтірілген диаметрі. Бөлшектің келтірілген диаметрі тең көлемді шардың диаметрі ретінде есептеледі: DE = (6 * π * d^2 * L) / (4 * ((π *〖 d^ ^ 2) / 2 + π * d * l)), (6.13), (44) dэ = (6 * 3,14 * 〖0,0028〗^2 * 0,005)/(4 * ((3,14 *〖 0,0028〗^2)/2 + 3,14 * 0,0028 * 0,005)) = 3,28 * 10-3 М., (45) Содан кейін катализатор қабатындағы қысымның жоғалуы: ∆P = 490 * (〖(1 — 0,8)〗^2 )/〖0,8〗^3 * (3,5 *〖 10〗^(-5)* 15* 1,6)/〖(3,28 * 〖10〗^(-3))〗^2 = 1195,6 Па., (46) ∆P = 1200 Па Қабылдаймыз. жүктеу/скачать 2.79 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|