А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Апарат - повне змішання

Апарати повного змішання мають більший обсяг реакційного простору в порівнянні з апаратами повного витіснення, тому в них можливо нерівномірне контактування вступників продуктів, що призводить до розвитку небажаних побічних реакцій і вторинних процесів. Для запобігання цьому в апаратах передбачають пристрої для кращого перемішування продуктів. Для жидкофазная, головним чином періодичних, процесів широко застосовують мішалки. Вони повинні забезпечувати безперервне надійне перемішування. Відомі випадки аварій при проведенні сульфирования, аміпірованія, нітрування та інших процесів, викликані зупинкою або пізнім пуском мішалки, що призвело до місцевих перегрівів продукту і розвитку некерованих реакцій.

Апарати повного змішання більш зручні для каталітичних процесів в порівнянні з апаратами повного витіснення.

Відносна ефективність апаратів повного змішання і ідеального витіснення для реакцій нульового (/, першого (2 і другого (3 порядків. Апарати повного змішання, як правило, найменш продуктивні. Крім реакторів з мішалками (рис. 69 а) поширені проточно-циркуляційні апарати (рис. 69 6), в тому числі з виносним охолодженням, і барботажні колони (рис. 69 в), які при високій кратності циркуляції або швидкості подачі газу дуже близькі до моделі повного змішання.

Зміна рушійної сили процесу при секціонуванні. Якщо апарат повного змішання, робочий об'єм якого дорівнює Vp, розділити на п секцій або замість одного апарату об'ємом УР встановити п апаратів об'ємом VP /n, то рушійна сила збільшиться.

Схема каскаду реакторів. Розглянемо одиночний апарат повного змішання з безперервним підведенням реагують матеріалів і відводом продуктів реакції. При сталому процесі швидкість реакції типу А - В - С постійна. Концентрації продуктів реакції по всьому об'єму апарату однакові.
 Схема реактора з мішалкою. Розглянемо одиночний апарат повного змішання з безперервним підведенням реагують матеріалів і відводом продуктів реакції.

Варіанти здійснення реакції. В апараті повного змішання (рис. IV-37 д) вихід продукту D досить високий внаслідок низької - концентрації компонента А, проте з цієї ж причини продуктивність реактора відносно мала.

В апаратах повного змішання рушійна сила процесу постійна і відповідає її кінцевого значенням. Для розрахунку цих апаратів застосовують формули (111) і (114), при цьому величину середньої рушійної сили Аа т замінюють різницею а - хл.

Тоді каскаду апаратів повного змішання буде відповідати ступінчаста діаграма (3), оскільки концентрації і швидкості в кожному з них постійні а ступінь конверсії поступово зростає від першого апарату до наступним. З графіків видно, що середня швидкість, від якої залежить питома продуктивність, при однаковій кінцевої ступеня конверсії найбільша для апарату ідеального витіснення, менше - для каскаду реакторів і ще менше - для одиничного апарату повного змішання.

Залежність економічного коефіцієнта використання субстрату ц від коефіцієнта розведення D при різних вихідних концентраціях субстрату при вирощуванні дріжджовий культури. | Залежність економічного коефіцієнта використання субстрату т]від стаціонарної продуктивності апарату g і різної вихідної концентрації субстрату при вирощуванні дріжджовий культури Candida tropicalis (в кг /м3.

У розглянутому вище одиночному апараті повного змішання швидкість відбору біомаси мала, час перебування культури в апараті в процесі культивування зростає, відповідно зменшується швидкість розбавлення, знижується продуктивність.

флокули модельована як апарат повного змішання.

Температурна залежність селективності для системи послідовних і паралельних реакцій, в яких цільової про. Так, в апаратах повного змішання реакція протікає в ізотермічних умовах, і визначення для них температур, відповідних максимальної селективності істотно спрощується.

Для оборотної послідовної реакції в умовах апарату повного змішання має місце межа перетворення вихідної речовини, який визначається значенням ар.

Кількісно зниження рушійної сили процесу в апаратах повного змішання залежить від порядку реакції і ступеня перетворення сировини. Вплив порядку реакції опеределяется чутливістю реакцій різного порядку і зміною концентрації сировини (див. Стор. Чим нижче порядок реакції, тим менше вона сповільнюється при зниженні концентрації і отже, тим менше буде негативний вплив на неї режиму повного змішання. Реакція А - В проводиться в апараті повного змішання в присутності гомогенного каталізатора.

Схеми диференціальної (а і проточно-циркуляційних установок. на відміну від цього, в апараті повного змішання градієнт концентрацій відсутня (безградіентние умови процесу), а кінцевий результат знаходять, вирішуючи рівняння алгебри, що значно спрощує розрахунок.

Залежність к. П. Д. Безперервно діючих апаратів. від конверсії та порядку реакції. Зі сказаного очевидно, що в апаратах повного змішання, так само як і в апаратах проміжних типів, конверсія при інших рівних умовах повинна бути менше, ніж в апаратах періодичної дії.

З малюнка видно, що в апараті повного змішання рівноважний склад парів відповідає складу рідини, що йде з апарату.

Тут індексом 1 відзначені виходи продуктів в апаратах повного змішання.

Схеми реакторів, близьких до моделі ідеального витесаенія. | Схеми реакторів, близьких до моделі повного змішання. Зважаючи на велику поширення гетерофазних реакцій необхідно було подолати недолік апаратів повного змішання, що складається в їх низької продуктивності.

Фізичним виразом осередковою моделі є батареї (каскади) апаратів повного змішання, в тому числі бага очні апарати з режимом, близьким до повного змішання на кожній.

Зміна рушійної сили процесу при секціонуванні. Легко помітити, що зі збільшенням числа секцій в апаратах повного змішання величина рушійної сили наближається до її значенням в апаратах повного витіснення, і при великій кількості секцій (майже 8 - 12) рушійні сили в апаратах того і іншого типу стають приблизно однаковими.

Газофазного реакція A - - B Z проводиться в пустотілому апараті повного змішання без сторонніх розріджувачів.

Найбільш просто розрахунок складу продуктів і інтегральної селективності здійснюється для апаратів повного змішання або проточно-циркуляційних установок з великою кратністю циркуляції, коли з огляду на сталості концентрацій за обсягом диференціальні рівняння швидкості та селективності перетворюються в алгебраїчні.

Перехресний струм у. Тому рівняння (III.32) може бути застосовано для визначення рушійної сили процесу в апаратах повного змішання. Обчислення ж АС за рівнянням (II 132) для апаратів ідеального витіснення неможливо, так як С і С в ході процесу безперервно змінюються за логарифмічною закону. Зміна концентрації компонентів різна в прямоточних, протиточних і перехресних процесах; відповідно різні і формули для обчислення рушійної сили процесу.

Для апаратів повного витіснення рушійна сила має максимальне значення, для апаратів повного змішання - мінімальне. Отже, в апаратах повного витіснення процес сушіння при інших рівних умовах має проходити більш інтенсивно. З цього, однак, не випливає, що апарати повного витіснення більш раціональні. Навпаки, в апаратах повного змішання можна використовувати агент сушіння практично з необмежено високою початковою температурою, що не побоюючись перегріву матеріалу.

Динаміка зміни складу продуктів. У цьому розділі розробляється кінетика гетерогенних хімічних реакцій, що проводяться в апаратах повного змішання, причому розглядаються реакції, що протікають як зі зміною, так і без зміни обсягу. При цьому число молей речовин, що надходять в систему і відводяться з неї, може змінюватися в залежності від характеру хімічної реакції (що протікає на кордоні розділу сировину - каталізатор), якій передує адсорбція.

На підставі цих результатів був обраний режим для безперервного процесу в апараті повного змішання, а також розглянуто питання про механізм каталізу.

Схема структури потоку з байпасом. а - індикатор не потрапить в байпас. і індикатор потрапляє в байпас. | Визначення байпасірующего потоку. а. Розглянемо випадок, коли індикатор потрапляє в байпасірующій потік, на прикладі апарату повного змішання з байпасірованіем.

Дегазатори описаних конструкцій ( ємнісні Дегазатори) по режиму роботи близькі до апаратів повного змішання, в результаті чого можливий проскакування часток каучуку, що знаходяться в апараті малий час і в недостатній мірі звільнених від летючих компонентів. Тому дегазація в дві і більше щаблів значно підвищує ефективність процесу. Усунення зазначеного недоліку досягається також поділом апарату на секції (дві три, чотири і більше) або застосуванням тарілчастих дегазатором.

Принципова схема процесу однократного випару.

Схема процесу показана на рис. 1225. З малюнка видно, що в апараті повного змішання рівноважний склад парів відповідає складу рідини, що йде з апарату.

Нерівномірність за часом перебування частинок суміші в реакторі викликає зменшення коефіцієнта корисної дії апарату повного змішання (безперервної дії) в порівнянні з апаратами, що працюють періодично.

Рекомендована як найбільш перспективної схеми реакційного вузла комбінована схема, що складається з апарату повного змішання з внутрішнім і зовнішнім теплос'ема і апарату ідеального витіснення з зовнішнім теплос'ема.

Залежність відносини tc /tB від ступеня перетворення х при С 1. /- при Сд /С - 1. 2 - при С А /С - 2. Звичайний ємнісний нітратор з пропелерної мішалкою і змійовиком не може бути віднесений до апаратів повного змішання, так як склад реакційної маси в точці введення компонентів (в нижній частині реактора, ближче до мішалці) значно відрізняється від складу реакційної маси, яка витікає з верхнього переливного штуцера.

Для розрахунку складів в колоні у вигляді функції від часу припускаємо, що колона є апаратом повного змішання, які мають обсяг, рівний повної утримуючої здатності колони.

Таким чином, вище було встановлено, що для реакції нульового порядку, що проводиться в апараті повного змішання, при різних способах відводу тепла існують критичні умови, при яких відбувається зрив теплового режиму; були визначені також умови, при яких можливі критичні явища. Очевидно, що критичним умовам відповідають і певні ступеня перетворення вихідної сировини.

Порівняємо умови, при яких досягаються критичні режими для екзотермічної реакції нульового порядку, що протікає в апараті повного змішання, на поверхні непористого (плавленого) каталізатора і в зерні пористого каталізатора.

До розрахунку числа тарілок з допомогою кінетичної кривої. Залежно від концентрації і сукупності інших умов тарілка ректифікаційної або абсорбційної колони може працювати за принципом апарату повного змішання, повного витіснення або проміжного типу.

До розрахунку числа тарілок з допомогою кінетичної кривої. Залежно від концентрації і сукупності інших умов тарілка ректифікаційної або абсорбційної колони може працювати за принципом апарату повного змішання, повного витіснення іл-і проміжного типу.

До розрахунку числа тарілок з допомогою кінетичної кривої. Залежно від концентрації і сукупності інших умов тарілка ректифікаційної або абсорбційної колони може працювати за принципом апарату повного змішання, повного витіснення або проміжного типу.

Реакція А - - В з кінетичним рівнянням т 20 СкСл моль /(л-ч проводиться в апараті повного змішання. . Проведіть аналіз складу реакційної суміші для паралельних реакцій (4) з попередньої вправи, якщо вони проводяться в апараті повного змішання при різних співвідношеннях констант рівноваги і констант швидкостей.

Як зазначалося, при використанні динамічної методики дослідження кінетики жидкофазная реакцій не застосовують зовнішні контури циркуляції рідини, а використовують апарати повного змішання в якості диференціальних реакторів. Однак при газорідинних реакціях питання про циркуляції газової фази не може вирішуватися так просто. Якщо Неконденсовані продукти реакції не потрапляють в газову фазу, як, наприклад, в процесах гідрування, то потреба в такому контурі відпадає. у інших випадках (наприклад, при процесах окислення рідких вуглеводнів повітрям, коли виділяються газоподібні продукти реакції) наявність циркуляційного контуру по газу може виявитися бажаним. Однак через тривалість встановлення стаціонарного стану і технічної складності здійснення такого контуру вплив складу газу досліджують здебільшого на штучних сумішах.

За характером взаємозв'язку між ступенем конверсії НЦГ і концентрацією каталізатора у водній фазі реактор для такого процесу повинен являти собою апарат повного змішання, в якому (з урахуванням властивостей реакційного середовища і щодо високого тиску) технологічно прийнятна ступінь конверсії досягається в одну реакційну щабель.

Температурна залежність селективності для паралельних реакцій, в яких цільової процес має середню між іншими енергію активації. В обох випадках вигідний, отже, оптимальний профіль температури по довжині реактора витіснення або її ступеневу зміна в каскаді апаратів повного змішання. Загальне рішення задачі знаходження оптимальних температур для отримання максимальної селективності зводиться до вирішення системи диференціальних рівнянь, але сильно ускладнюється через те, що змінними є не тільки концентрації, а й самі константи швидкостей або їх відносини, що залежать від температури.

Незважаючи на велику швидкість обертання мішалки в застійної зоні перемішування може повністю бути відсутнім, що не дозволяє вважати реактор апаратом повного змішання. Таким чином, реальні конструкції апаратів завжди тільки наближаються до ідеальних, внаслідок чого реальні режими потоків в апаратах знаходяться в проміжній області між ідеальним витісненням і ідеальним змішанням.

Таким чином, знайдені між Dn і Ks співвідношення дозволяють однозначно визначити коефіцієнти масопередачі в рідкій фазі за коефіцієнтами перемішування для апаратів повного змішання.

Зміна концентрацій інгредієнтів в різних реакторах. У великих реакторах з киплячим шаром обидві фази рівномірно розподілені по всьому об'єму апарату, тому реактори такого типу можна також розглядати як апарати повного змішання.