Реакторы идеального смешения непрерывного действия.

Проектное уравнение реактора:

 

.

(4.7)

 

Слайд 4.9 до далее слайд 4.10:

 

Рис. 4.4. Реактор идеального смешения непрерывный (а) и изменение

параметров процесса в нем (б).

после преобразования (4.7) примет вид:

.

(4.8)

Из условия , уравнение (4.8) видоизменится:

.

(4.9)

Слайд 4.10 до далее слайд 4.11:

Если принять, что исходным является вещество А, и заменить величины С _{i (вх)} =С_А,0, С _i =С_А, r_i = r_A, а также представить время пребывания как отношение реакционного объема к объемной скорости , то уравнение (4.7) примет вид

.

(4.8)

При установившемся режиме работы реактора, который характеризуется соблюдением условия , уравнение (4.8) можно записать так

.

(4.9)

  Уравнение (4.9) является статической моделью химического реактора идельного перемешивания в общем виде.

Из уравнений (4.9) можно найти основные параметры, характеризующие работу и экономичность химических реакторов данного типа: время пребывания исходного вещества в реакторе , от величины которого зависит объем аппарата; изменение концентрации исходного вещества во времени; а так же концентрации целевых и побочных продуктов.

  Далее слайд 4.11:

Реакторы идеального вытеснения. Для этого типа реакторов уравнение материального баланса записывают в виде дифференциального уравнения, которое описывает распределение вещества в реакционной среде как за счет гидродинамических факторов, так и за счет химического превращения.

Следовательно, в общем виде такое математическое описание, построенное на основе типовой модели идеального вытеснения с учетом влияния скорости химической реакции, должно быть представлено алгебраической суммой:

,

(4.10)

где u – линейная скорость движения реакционной смеси в реакторе; l – длина (длина пути, проведенного элементом объема реакционной смеси в реакторе).

Подобный режим характерен для периодов пуска и остановки реактора. Отношение характеризует изменение концентрации i -го реагента во времени для данной точки реактора, т.е. накопление вещества в этой точке.

Аналогичные уравнения записывают для всех участвующих в реакции веществ. В результате получают математическое описание процесса в реакторе с учетом изменения переменной С _i во времени, т.е. динамическую модель.

Реакторы идеального вытеснения описываются проектным уравнением:

,

(4.10)

 

Рис. 4.5. Реактор идеального вытеснения и изменения концентрации реагента А C _А и степени превращения x_A по длине реактора.

Слайд 4.11 до далее слайд 4.12:

Для установившегося режима работы реактора, когда , уравнение (4.10) для реагента А принимает вид:

(4.11)