2. Контроль.

• Температури й витрати всіх вихідних потоків.

• Температури - θ_в, θ_н, θ_кв, θ_кн, θ_п0.

• Тиск - Р_в, Рн.

• Рівень - h_фл, h_к.

• Концентрації - с_д або с_к.

3. Сигналізація.

• істотні відхилення h_фл, h_к, θ_у від завдань:

• підвищення ;

різке зниження або припинення подачі потоку живлення .

129

Лекція 16. Автоматизація реакторних процесів (ч.1)

16.1. Спрощена структурна схема хімічного реактора.

16.2. Показники ефективності реакторного процесу.

16.3. Схема реактора безперервної дії з мішалкою з екзотермічною реакцією 1-го порядку А  В.

16.4. Математичний опис реактора на основі фізико-хімічних особливостей процесу.

16.4.1. Стехіометричне рівняння хімічної реакції.

16.4.2. Рівняння гідродинаміки процесу.

16.4.3. Матеріальний баланс реакторного процесу по всій речовині.

16.4.4. Матеріальний баланс реакторного процесу по речовині А,що

витрачається.

16.4.5. Тепловий баланс реакторного процесу.

16.5. Інформаційна схема реактора на основі балансової моделі.

16.1. Спрощена структурна схема хімічного реактора.

Рис.1.1.

• Хімічний процес (3) визначається:

• рівняннями кінетики

• взаємодією гідродинамічних, масообмінних і теплових процесів в апарату,

• від яких залежать концентрації реагентів, температура ( і тиск Р реакторного процесу.

• Хімічні перетворення (3) приводять до зміни теплових (2) і гідродинамічних процесів (1) у реакторі.

130

• Визначення характеру процесів, що протікають у реакторі, на основі аналізу співвідношення між швидкістю хімічної реакції r і швидкістю матеріального обміну r_обм.

1. При :

• процес іде в кінетичній області;

• швидкість процесу визначає хімічна взаємодія;

• масообмін не впливає на швидкість хімічної реакції.

2. При :

• процес іде в дифузійній області;

• процес характеризується масообміном;

• визначальною стадією є транспорт реагуючих речовин.

3. При :

• процес іде в перехідній області;

• швидкість процесу є складною функцією реакційно-кінетичних і дифузійних залежностей.

16.2. Показники ефективності реакторного процесу.

1. Ступінь перетворення.

• Ступінь перетворення U_n , представлена через мольні частки:

(1а)

де n₀ - число молів компонента у вихідному потоці;

n - число молів компонента в реакційній суміші.

• Ступінь перетворення U_m , представлена через масові частки:

(1б)

де m₀ - маса компонента у вихідному потоці;

m - маса компонента в реакційній суміші.

• Фактори, що впливають на ступінь перетворення:

•  і Р - температура й тиск, впливають на зсув хімічної рівноваги в реакції;

• t_р - тривалість хімічної реакції;

• З₀ - концентрації вихідних речовин;

• підбор каталізатора;

• величина потоку рециркуляції.