Конструирование химического реактора направлено на обеспечение необходимых условий протекания процесса в нем. Выбор организации процесса, его режима был обсужден выше. Конструкция реактора должна обеспечить реализацию этих режимов. В реальном аппарате всегда имеются отклонения от устанавливаемых условий процесса.[ ...]
Можно выделить два типа таких отклонений. Первый - колебания условий процесса - количеств потоков, состава исходной смеси, давления, температуры. Обеспечение задаваемого режима - задача регулирования условий процесса, связанная в основном с автоматизацией производства. Другой тип отклонений (назовем их пространственными) связан с особенностями конструкции реактора.[ ...]
Для распределения жидкости применяют также равномерную ее раздачу по системе лотков со строгим поддержанием уровня жидкости в них (рис. 2.76,е) или по системе труб с переменным (увеличивающимся) размером отверстий (рис. 2.76,ж). Последнее связано с уменьшением энергии потока по мере вытекания его части. То же приходится делать при распределении газа через боковую поверхность труб, например при барботаже (рис.[ ...]
Разработка таких устройств производится методами аэрогид-родинамического моделирования - исследованиями таких устройств на “холодных” (без реакций) физических моделях.[ ...]
Смешение потоков, казалось бы, более простая задача. Но два потока, направленные в одну трубу, перемешаются при турбулентном течении на расстоянии 12, а то и 20 калибров (диаметров) трубы. Это, во-первых, связано с большими затратами. Представьте себе, что между слоями катализатора реактора окисления БОг реакционная смесь охлаждается вводом холодного газа. Диаметр реактора 12 м. Можно оценить, что для смешения потоков потребуется расстояние более 150 м. Во-вторых, смешиваемые вещества могут образовывать взрывоопасную смесь (аммиак с воздухом в производстве азотной кислоты, углеводороды с воздухом во многих процессах органического синтеза). В каких-то частях потока до полного перемешивания могут локально образовываться взрывоопасные концентрации, что, естественно, недопустимо. В-третьих, до полного смешения потоков локально могут создаваться условия для нежелательных реакций. Например, при смешении горячего пара с углеводородами в процессах их дегидрирования локальные перегревы, пока вещества не перемешаются и температура потока не выровняется, приведут к крекингу углеводородов.[ ...]
Исследование и разработку устройств смешения также проводят с использованием методов аэрогидродинамического моделирования.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Распределители потоков в химических реакторах. Пояснение в тексте |
 |