	Главная \| Случайная страница \| Контакты \| Мы поможем в написании вашей работы!

Тепловий баланс реакторного процесу

⇐ Предыдущая 15 16 17 18 19 20 21 22 2324

Рівняння динаміки:

(7)

де

- I - зміна кількості тепла в реакторі в одиницю часу;

- II - кількість тепла, що надходить у реактор з вихідним реагентом в одиницю часу;

- III - кількість тепла, що відводить із реактора з реакційною масою в одиницю часу;

- IV - кількість тепла, що виділяється в реакторі в результаті хімічної реакції в одиницю часу;

- V - кількість тепла, що відводить із реактора із хладоагентом в одиницю часу.

Рівняння статики при :

(8)

· На підставі (7) і (8):

(9)

16.5. Інформаційна схема реактора на основі балансової моделі.

Рис.6.1.

· Можливі керовані змінні: .

· Можливі керуючі впливи: .

· Можливі контрольовані обурювання: .

· Можливі неконтрольовані обурювання: .

Лекція 17. Автоматизація реакторних процесів (ч.2)

17.1. Діаграма реакторного процесу в адіабатичному режимі.

17.2. Залежність статичної характеристики від концентрації С₀ вихідного реагенту.

17.3. Визначення стаціонарних станів по діаграмі «виділення – відвода тепла».

17.4. Залежність характеристики виділення тепла від часу перебування реакційної маси в реакторі.

17.5.Оцінка стійкості стаціонарних станів по діаграмі «виділення - відводу тепла».

17.1. Діаграма

реакторного процесу в адіабатичному режимі.

Рис.1.1.

Вплив зміни температури q₀ на температуру реакторного процесу q.

· При зміні вхідної температури q₀ у межах від q₀₂ до q₀₄ робота реактора здійснюється по петлі гістерезису D-A-B-C-D.

· Ділянка статичної характеристики З - шляхом зміни вхідної температури не реалізується.

Можливі стаціонарні стани реактора.

· При q₀₁ - один стійкий стан в (·)1, але температура в реакторі низька й реакція йде слабко.

· При q₀₂ - два стаціонарних стани в (·)D й (·)С:

- (·)D - стійкий стан, але при низькій температурі;

- (·)З - нестійкий стан з поверненням в (·)D при зменшенні початкової температури.

· При q₀₃-три стаціонарні стани в (·)2, (·)3, (·)4:

- (·)2 - стійкий стан, але з низькою швидкістю реакції;

- (·)4 - стійкий стан, майже повне перетворення реагентів, але реакція йде з високою температурою - поза робочим діапазоном;

- (·)3 - зміною початкової температури не реалізується.

· При q₀₄ - два стаціонарних стани в (·)А и (·)В:

- (·)А - нестійкий стан, із проскакуванням в (·)У при збільшенні початкової температури;

- (·)В - стійкий стан, майже повне перетворення реагентів, але реакція йде з високою температурою - поза робочим діапазоном.

· При q₀₅ - один стійкий стан в (·)5, але температура в реакторі поза робочим діапазоном.

17.2. Залежність статичної характеристики

від концентрації С₀ вихідного реагенту.

Рис.1.2.

· При більших значеннях С₀ (С₀₁) - статична характеристика неоднозначна навіть при низьких температурах.

· Одиничність стаціонарного стану можлива тільки при високих значеннях q₀.

· Область негативних значень q₀ практичного змісту не має, тому показано пунктиром.

· Зменшення вхідних концентрацій (С₀₂ і С₀₃) викликає зсув неоднозначності статичної характеристики в область більше високих температур.

17.3. Визначення стаціонарних станів

по діаграмі «виділення – відвода тепла».

Рис.2.1.

· 1, 2, 3 - криві відводу тепла Q при зміні температури в реакторі q c різними значеннями коефіцієнта теплопередачі a: a₁ = a₃ й a₂ < a_1,3.

· 4 - крива виділення тепла .

· Система 1-4:

- один стаціонарний стан в (·)А;

- дуже низька температура в реакторі q₁;

- низька швидкість реакції.

· Система 3-4:

- один стаціонарний стан в (·)Е;

- практично повне перетворення реагенту;

- дуже висока температура q₅, що може бути поза робочою зоною реактора.

· Система 2-4:

- три стаціонарних стани в (·)В, З, D;

- (·)В - дуже низька температура в реакторі q₂; низька швидкість реакції; стаціонарний стан стійкий;

- (·)D - практично повне перетворення реагенту; але дуже висока температура q₄, що може бути поза робочою зоною реактора; стаціонарний стан стійкий;

- (·)С - температура в робочій зоні реактора q₃; але стаціонарний стан - нестійкий.

17.4. Залежність характеристики виділення тепла

від часу перебування реакційної маси в реакторі.

Рис.2.2.

· 1, 2, 3 - характеристики виділення тепла при Т_ср1 > Т_ср2 > Т_ср3.

· 4 - характеристика відводу тепла.

· Середній час перебування визначається по співвідношенню: , де V_рм й Q_рм - об'єм й об'ємна витрата реакційної маси.

· При збільшенні часу перебування характеристика виділення тепла зміщається вліво.

· Система 1-4:

- один стійкий стаціонарний стан в (·)Е;

- практично повне перетворення реагенту;

- але дуже висока температура, що може бути поза робочою зоною реактора;

· Система 3-4.

- один стійкий стаціонарний стан в (·)А;

- дуже низька температура в реакторі;

- низька швидкість реакції.

· Система 2-4.

- три стаціонарних стани в (·)В, D і С;

- (·)В - дуже низька температура в реакторі; низька швидкість реакції, стаціонарний стан стійкий;

- (·)D - практично повне перетворення реагенту; але дуже висока температура, що може бути поза робочою зоною реактора; стаціонарний стан стійкий;

- (·)С - температура в робочій зоні реактора; але стаціонарний стан - нестійкий.

17.5.Оцінка стійкості стаціонарних станів

по діаграмі «виділення - відводу тепла».

Q_р = f(q) - характеристика виділення тепла реакції;

Q_т = f(q) - характеристика відводу тепла.

Рис.2.3.

Стійкість реактора в стаціонарному стані В:

· при ;

· при ;

· стаціонарний стан в (()В - стійке.

Стійкість реактора в стаціонарному стані D:

· при ;

· при ;

· стаціонарний стан в (()D - стійке.

Стійкість реактора в стаціонарному стані C:

· при перехід в(·)D;

· при перехід в (·)В;

стаціонарний стан в (·)С - нестійкий.

Лекція 18.Автоматизація реакторних процесів (ч.3).

18.1. Схема для реакції типуА(ж) + В (г)® D (г-ц.пр)+С (ж).

18.2. Схема для реакції типуА(ж) + В (г)® D (г)+С (ж-ц.пр).

18.3. Схема автоматизації для реакції типу

А(ж) + В{Всв(ж) + Врец(ж)} ® С(ж- ц.пр)+В(ж).

18.4.Система регулювання концентрації із двох одноконтурних АСР.

18.5. Каскадна АСР концентрації з допоміжним контуром стабілізації співвідношення витрат вихідних реагентів.

18.6. Каскадна АСР концентрації з допоміжним контуром стабілізації температури вихідного реагенту.

18.7. Каскадна АСР концентрації з допоміжним контуром стабілізації температури хладоагенту.

18.8. Одноконтурна АСР температури в реакторі по подачі вихідного реагенту.

18.9.Каскадна АСР температури в реакторі з допоміжним контуром стабілізації температури вихідного реагенту.

18.10. Каскадна АСР температури в реакторі з допоміжним контуром стабілізації температури хладоагенту.

18.11. Каскадна АСР температури в реакторі з допоміжним контуром стабілізації тиску хладоагенту.

18.1. Схема для реакції типу А(ж) + В (г)® D (г-ц.пр)+С (ж).

Рис.1.1.

18.2. Схема для реакції типу А(ж) + В (г)® D (г)+С (ж-ц.пр).

Рис.1.2.

18.3. Схема автоматизації для реакції типу

А(ж) + В{Всв(ж) + Врец(ж)} ® С(ж- ц.пр)+В(ж).

1- реактор; 2 - сепаратор; 3 - збірник; 4, 5 - насоси;

А, В - вихідні реагенти; З - цільовий продукт; В_рц - поворотний (рецикловый) потік реагенту В; В_св - свіжий потік реагенту В.

Рис.1.3.

18.4. Система регулювання концентрації

із двох одноконтурних АСР.

Рис.1.5.

18.5. Каскадна АСР концентрації з допоміжним контуром

стабілізації співвідношення витрат вихідних реагентів.

Рис.1.6.

18.6. Каскадна АСР концентрації з допоміжним контуром

стабілізації температури вихідного реагенту.

Рис.1.7.

18.7. Каскадна АСР концентрації з допоміжним контуром

стабілізації температури хладоагенту.

Рис.1.8.

18.8. Одноконтурна АСР температури в реакторі

по подачі вихідного реагенту.

Рис.2.1.

18.9.Каскадна АСР температури в реакторі з допоміжним контуром

стабілізації температури вихідного реагенту.

Рис.2.2.

18.10. Каскадна АСР температури в реакторі з допоміжним

контуром стабілізації температури хладоагенту.

Рис.2.3.

18.11. Каскадна АСР температури в реакторі з допоміжним

контуром стабілізації тиску хладоагенту.

Рис.2.4.

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

ОСНОВНА ЛІТЕРАТУРА

1. Дудников Е.Г. Автоматическое управление в химической промышленности. - М.: Химия, 1987.- 368 с.

2. Полоцкий Л.М., Лапшенков Г.И. Автоматизация химических производств. - М.: Химия, 1982.- 295 с.

3. Автоматизация технологических процессов легкой промышленности: Учеб пособие для вузов по спец. «Автоматизация технологических процессов и производств» / Под ред. Л.Н. Плужникова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Легпромбытиздат, 1984.- 366с.

4. Мамиконов А.Г. Проектирование АСУ.- М.: Высшая школа, 1987.- 303 с.

5. Стефани Е.П. Основы построения АСУ ТП.- М.: Энергоиздат, 1982.- 352с.

6. Пиггот С.Г. Интегрированные АСУ химических производств. - М.: Химия, 1985.- 410 с.

7. Кафаров В.В., Макаров В.В. Гибкие автоматизированные системы в химической промышленности: Учебник для вузов. - М.: Химия, 1990.- 320с.

8. Плютто В.П. Управление химико-технологическими процессами. Процессы массообмена: [Учеб. пособие].- М.: МХТИ, 1984.-48с.

9. Плютто В.П. и др. Автоматизированные системы управления периодическими пролцессами химической технологии. – М.: МХТИ, 1985.-48с.

10. Ицкович Э.Л., Сорокин Л.Р. Оперативное управление непрерывным производством. – М..: Наука, 1989.-155с.

ДОДАТКОВА ЛІТЕРАТУРА

11. Автоматизация технологических процессов легкой промышленности: Учеб пособие для вузов по спец. «Автоматизация технологических процессов и производств» / Под ред. Л.Н. Плужникова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Легпромбытиздат, 1993.

12. Уланов Г.М. и др. Методы разработки интегрированных АСУ промышленными предприятиями. - М.: Энергоатомиздат, 1983.- 320 с.

13. Практикум по автоматике и системам управления производственными процессами: Учеб. пособие для вузов / Под ред. И.М. Масленникова - М.: Химия,1986.- 336 с.

14. Плютто В.П., Путинцев В.А., Глумов В.М. Практикум по теории автоматического управления химико-технологическими процессами: Цифровые системы - М.: Химия,1989.- 168 с.

15. Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. - М.: Химия, 1985.-352с.

16. Шувалов В.В. Огаджанов Г.А., Голубятников В.А. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. - М.: Химия, 1991.-480с.

17. Процессы и аппараты химической технологии. Учебник для вузов./ Н.Н. Смирнов, М.И. Курочкина, А.И. Волжинский, В.А. Плессовских. - СПб.: Химия, 1996.-400с.

18. Математическое моделирование основных процессов химических производств. Учеб. пособие для вузов. / В.В. Кафаров, М.Б. Глебов. - М.:Высш.шк., 1991.-399с.

19. Математическое моделирование химико-технологических систем: Учеб. пособие в 3ч./ под ред Л.С. Гордеева. - М.:РХТУ, 1999- 48с.(ч1); 47с.(ч2), 67с.(ч3)

⇐ Предыдущая 15 16 17 18 19 20 21 22 2324

Дата публикования: 2014-10-23; Прочитано: 549 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!

studopedia.org - Студопедия.Орг - 2014-2024 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.02 с)...