氣固相催化反應(yīng)器ppt課件-資料下載頁(yè)
2025-04-29 02:16本頁(yè)面
【正文】 動(dòng)力學(xué)方程 RA=f(xA,T)。 39。01A A A mN x x n， ， ，① 假設(shè)第 Ⅰ 段出口 ，因?yàn)?xA1已知，利用第二類條件確定第 Ⅰ 段進(jìn)口溫度 T1； 39。1Ax ② 因?yàn)? 已知，由絕熱操作線方程式，確定第 Ⅰ 段出口溫度 ； 39。1 1 1AAxxT， ，39。1T③ 根據(jù)第 Ⅰ 段出口溫度 和轉(zhuǎn)化率 算 出值，然后利用第一類條件，求得第 Ⅱ 段的入口狀態(tài) (xA2,T2)，確定 T2； 39。1T 39。 1Ax 39。39。11( , )AAR x T④ 由第 Ⅱ 段入口狀態(tài) (xA2,T2)，由第二類條件，可求出第Ⅱ 段的出口轉(zhuǎn)化率 (xA3)，再由絕熱操作線方程式算出第 Ⅱ 段出口溫度 ； 39。 2Ax39。2T⑤ 仿照同樣的①～④步驟求出其余各段的進(jìn)出口轉(zhuǎn)化率與溫度，直到第 m段的 ； 39。39。Am mxT，⑥ 如果 則停止計(jì)算，說明原先第 Ⅰ 段出口的 假設(shè)正確，如果不滿足 ，則重新假設(shè) ，返回第①步驟重新計(jì)算； 39。A m A fxx e?39。 1Ax39。 1Ax39。A m A fxx e?⑦ 計(jì)算 。 1mR T R iiVV== 229。 還需要指出，按上述方法決定轉(zhuǎn)化率及溫度的最佳分配時(shí)，可能出現(xiàn)溫度超過使用溫度的情況，特別第Ⅰ 段出口，這時(shí)前述方法就不能應(yīng)用。 若各段出口溫度均超過催化劑最高使用溫度 T，則各段出口溫度就只能取 T*，從而獨(dú)立變量又相應(yīng)減少 m個(gè)。又絕熱操作線方程式可得： *39。 1( ) ( )i i A i A i i A i A iT T x x x xll + = = 將上式對(duì) xAi求導(dǎo)則有： *iiAi AiTTxxl182。182。 = 抖因?yàn)? *0AiTx182。 =182。所以 iiAiTx l182。 =182。將 39。 39。 39。 39。 39。 39。1 2 1 2 1 2 1 21( , , . . . , , , , . . . , , , , . . . , , , , . . . , )mR T R i A A A m A A A m m miV V f x x x x x x T T T T T T===229。式對(duì) xAi求導(dǎo)： i AiR i R i R i iA i A i i A iTxV V V Tx x T x驏驏抖 ? 182。鼢瓏鼢瓏=+ 鼢瓏 鼢鼢抖抖瓏桫桫邋 ?而 111( , ) ( , )iRiA i A A i i A A i iTVx R x T R x T驏 182。 247。231。 247。231。 =+247。231。 247。247。182。231。桫229。iiAiTx l182。 =182。39。( , )AiAixRi Axi i A A iV dxT T R x T182。 182。=抖229。 242。所以 : 39。111 0( , ) ( , ) ( , )AiAixRi Ai xA i A A i i A A i i i A A iV dxx R x T R x T T R x Tl182。 182。= + + =抖229。 242。 此即各段轉(zhuǎn)化率最佳分配的條件。以上式只有那些溫度超過催化劑使用溫度上限的段，才能使用上式。 總結(jié)： 當(dāng)各段始末的溫度和轉(zhuǎn)化率的最佳分配方案確定之后，就可利用絕熱催化床的反應(yīng)體積計(jì)算式算出各段的催化劑體積，進(jìn)而求出催化劑的總用量 VRT，在此基礎(chǔ)上，再由生產(chǎn)上所允許的床層壓降確定反應(yīng)器的床層高度與直徑。至于中間換熱器的設(shè)計(jì)，可由熱平衡所需的熱負(fù)荷及溫度條件按一般熱交換器的計(jì)算方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。 七、多段絕熱冷激式換熱器 原料氣冷激式工藝特征 圖 56 原料氣冷激式 圖 57三段原料氣冷激式操作狀況 圖 56與圖 57為原料冷激式及其操作狀況圖，其中 AB、 CD及 EF分別為第 Ⅰ 、第 Ⅱ 及第 Ⅲ 段的絕熱操作線。 BC及 DE為段間冷卻線。與間接換熱式不同只在于冷卻線。其余如平衡曲線，最佳溫度曲線及絕熱操作線，只要起始?xì)怏w組成相同，那么兩者都相同。由于各段的氣體起始組成都相同，因此各段相應(yīng)的平衡曲線和最佳溫度曲線相同。而且當(dāng)組成變化不大時(shí)，各段操作線斜率相同。但是冷卻線的情況就不同了，間接換熱式在換熱過程中轉(zhuǎn)化率不發(fā)生變化，所以冷卻線平行于橫軸。而原料氣冷激式的換熱是向反應(yīng)后的氣體中補(bǔ)加未經(jīng)預(yù)熱的冷原料氣，使前者的溫度降低，兩者混合的結(jié)果，改變了反應(yīng)物與生成物之間的比例關(guān)系，從而降低了反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。 圖 56 原料氣冷激式 圖 57三段原料氣冷激式操作狀況 非原料氣冷激式工藝特征 圖 58 非原料氣冷激式 圖 59三段非原料氣冷激式操作狀況
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