氣固相催化反應(yīng)器ppt課件-在線瀏覽
2025-06-16 02:16本頁(yè)面
【正文】 械強(qiáng)度與溫度應(yīng)力。根據(jù)催化床中溫度分布可分為 一維模型 和 二維模型 。 ? 傳質(zhì)和傳熱過程對(duì)反應(yīng)速率的影響計(jì)入模型，稱為“ 非均相 ”模型。 ? 如果催化過程的宏觀動(dòng)力學(xué)研究得不夠，只能按本征動(dòng)力學(xué)處理，而將傳遞過程的影響、催化劑的中毒、結(jié)焦、衰老、還原等項(xiàng)因素合并成為“活性校正系數(shù)”和“壽命因子”，這種處理方法屬于“ 擬均相 ”模型。 ? 二維模型：若同時(shí)計(jì)入垂直于氣流動(dòng)方向的濃度差和溫度差。如下表 51所示。231。231。231。247。桫混合顆粒的平均直徑 混合顆粒的平均直徑可以用篩分分析數(shù)據(jù)算出，計(jì)算方法三種。1 1 2 21np i i n nid x d x d x d x d== = + + 鬃 ?229。床層的空隙率、當(dāng)量直徑 （ 1）固定床的空隙率 固定床的空隙率是顆粒物料層中顆粒間自由體積與整個(gè)床層體積之比 。 （ 3）固定床的當(dāng)量直徑 de ① 床層的比表面積 Se 忽略粒子間接觸點(diǎn)的這一部分表面積，則單位床層中粒子的外表面積（床層的比表面積） Se為： ( 1 ) 6 ( 1 )pepsnSSn V d床 層 中 顆 粒 的 總 外 表 面 積床 層 的 體 積e e ?= = =② 水力學(xué)半徑 RH HeR S有 效 截 面 積 床 層 高 度 床 層 的 空 隙 體 積潤(rùn) 濕 周 邊 床 層 高 度 總 的 潤(rùn) 濕 面 積 e= ? =24 4 ( )31e H sed R dSeee= = = ? ③ 當(dāng)量直徑 de 床層的壓力降 （ 1）流體在空?qǐng)A管中的壓降 流體在空?qǐng)A管中作等溫流動(dòng)，密度的變化不計(jì)時(shí)，則： 2042feuLpfdrD=（ 2）流體在固定床中的壓降 流體通過固定床時(shí)要產(chǎn)生壓力損失：流體與顆粒表面的摩擦；流體通過孔道截面積突然擴(kuò)大和收縮，以及流體對(duì)顆粒的撞擊和流體的再分布而產(chǎn)生。sd代替： 39。 2 3332 ( 1 ) nnp f sf G Lpder j eD=④ pD 的影響及限制 影響固定床壓力降的因素可以分為兩個(gè)方面：一方面是屬于流體的，如流體的粘度、密度等物理性質(zhì)和流體的質(zhì)量流率；另一方面是屬于床層的，如床層的高度和流通截面積、床層的空隙率，和顆粒的物理特性如粒度、形狀、表面粗糙度等。在生產(chǎn)過程中，流體的壓頭有限，床層壓降往往有重要影響，一般規(guī)定 15%ppD。 床層的絕熱溫升 不考慮徑向熱量衡算，床層取個(gè)微元： 000()()T p A R A T pT p T A R AN c T d T N H d x N c TN c d T N y H d x+ + D == D兩邊積分得： 221100 ()AATx T A RATxTpN y Hd T d xNcD=蝌T T xA xA2分別表示整個(gè)催化床進(jìn)、出口處的溫度和反應(yīng)組分 A的轉(zhuǎn)化率。 因此，對(duì)上式進(jìn)行積分計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮到轉(zhuǎn)化率和溫度的變化對(duì)反應(yīng)熱、熱容和反應(yīng)混合物摩爾流量的影響，只能用數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。則： :RHD 取進(jìn)口溫度下的數(shù)值 12002 1 2 1 2 1() ( ) ( )T A R TA A A ATpN y HT T x x x xNc lD = = 對(duì)可逆單一放熱反應(yīng)絕熱催化床的操作過程如下圖： 絕熱催化床的 xAT圖 單段 催化床的體積計(jì)算 00( 1 ) ( 1 ) ( )A A A A A A wN x N x d x R d w = +0 ()A A A wN d x R d w=積分得： 2101()AAxc a t A AxAwW N d xR= 242。2139。M方程： ()RA A V RdV A dldN R dV==則： 00( ) ( )AAA A V A VAd x d x AN A R Rd l d l N=?H方程： 0 ( ) ( )()()T p A R A R AR A RAVT p T pN c d T N H d x H d NH d N HdTRAd l N c d l N c= D = DD D==初始條件： l=0， xA=xA1， T=T1 l=L， xA=xA2， T=T2 計(jì)算方法：圖解法、 RK法 動(dòng)量衡算： 當(dāng)床層內(nèi)壓力變化較大時(shí)，需對(duì)微元體進(jìn)行動(dòng)量衡算，建立壓力分布方程，由壓力計(jì)算式知： 2031()fMsud p f d ldr ee=即： 2031()fMsudpfd l dr ee=一般情況下，床層內(nèi)的壓力降變化不大，動(dòng)量衡算式可不 考慮。所以，對(duì)簡(jiǎn)單的可逆放熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度接近最佳溫度曲線，是評(píng)價(jià)反應(yīng)器的重要標(biāo)志之一。此曲線系針對(duì)一定的原料氣起始組成由熱力學(xué)計(jì)算得到。如果達(dá)到平衡轉(zhuǎn)化率，則所需的催化劑量為無限多，所以實(shí)際操作點(diǎn)應(yīng)處于平衡曲線的下方。
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