Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
модуль хім.docx
Скачиваний:
6
Добавлен:
05.09.2019
Размер:
26.43 Кб
Скачать

Реактори Ідеального витіснення (рів)

До реакторів, що працюють за моделлю РІВ, належать апарати колонного та трубчатого типу. Відповідно до моделі РІВ вважають, що реагуючі частинки рухаються вздовж осі реактора рівномірно і прямолонійно, повздовжнє та поперечне перемішування потоку реакційної системи відсутнє Такі умови виконуються лише тоді, якщо рух потоку є сталим. Отже, реактори типу РІВ можуть бути тільки безперервної дії. Якщо умовно виділити елементарний об’єм реакційної суміші, то його рух в реакторі схожий на переміщення механічного поршня, який повністю витіснює реагуючі частинки, що знаходяться перед ним.

За цих умов ефективний коефіцієнт дифузії, який охоплює турбулентну та конвективну складові, наближається до нуля, а дифузійний критерій Пекле має безмежно велике значення • Тому за довжиною (висотою) реактора зменшення концентрації вихідного реаґенту й швидкості реакції та зростання ступеня перетворення відбуваються плавно.

модель РІЗ ґрунтується на допущенні про безградієнтність, тобто відсутність різниці між параметрами середовища та показниками процесу в усьому об’ємі реактора у кожен момент часу. Це можливо лише за ідеальних умов перемішування (чого в реальних реакторах досягнути дуже важко), тому назва моделі таких реакторів - реактор ідеального змішування.

Режим ідеального змішування, а в реальних реакторах режим, що наближується до нього, забезпечується дуже інтенсивним перемішуванням реакційного середовища механічними мішалками, циркуляційними насосами або стисненим повітрям. Тому РІЗ умовно зображаються як ємнісний реактор з мішалкою або значно рідше з циркуляційним насосом чи пневматичним перемішуванням. Хоча у РІЗ, як зазначалось, значення параметрів реакційної суміші А, иА, Хл) у певний момент часу є однаковими в реакційному просторі, але характер їх зміни під час перебігу хіміко-технолоґічного процесу залежить від характеру роботи реактора в часі.

Реактор ідеального змішування періодичної дії (різ-п)

У РІЗ-П хіміко-технолоґічний процес відбувається у замкненій системі: спочатку завантажують вихідні реагенти, а продукти реакції вивантажують лише після закінчення процесу. Під час реакції жодні речовини в реактор не вводяться і не виводяться із нього. Отже, протікання речовин через реактор під час реакції немає, тому РІЗ-П належить до непроточних реакторів. У зв’язку з цим можна вважати, що лінійна швидкість потоку через реактор дорівнює нулю. Відтак у рівнянні матеріального балансу відсутні гідродинамічні складові, які враховують прихід та витрату речовин з матеріальними потоками (ДСлгідр = 0).

За перебігу реакції у закритому об’ємі сумарна маса реакційного середовища у реакторі є сталою, але її якісний і кількісний склад (концентрації реаґентів і продуктів) є змінним і залежить лише від тривалості здійснення процесу. Швидкість процесу у РІЗ-П у часі буде падати, бо зменшуються концентрації реаґентів.

Очевидно, що оскільки швидкість реакції є функцією від концентрації реаґенту, то залежності їх від часу матимуть схожий характер (рис. 3.6,а,б). Відповідно і зміна ступеня перетворення, який також визначається за концентрацією реаґенту у певний момент часу, матиме подібний, але обернений до перших двох параметрів, вигляд (рис. 3.6,в).

Оскільки параметри реакційного середовища (СА, иа, ха) є змінними у часі, то реактор періодичної дії належить до нестаціонарних. Разом з тим у РІЗ-П реалізується режим ідеального перемішування, тому в певний момент часу параметри процесу є однаковими у будь-якій точці реакційного об’єму (рис. 3.7). Реакція у РІЗ-П відбувається у нестаціонарному режимі, тому рівняння матеріального балансу, в якому відсутні гідродинамічні складові, для реакційного об’єму записують у диференціальній формі

Використовують РІЗ-П переважно в малотоннажних виробництвах, у гнучких технологічних процесах, зокрема, для одержання реактивів і особливо чистих речовин, лікарських препаратів, барвників тощо.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]