Маъруза: Кимё технологик тизими ҳақида тушунча ва унга қўйиладиган умумий талаблар. Кимё технологик тизимида хом ашё ва энергия

№17-18 Маъруза:Кимё технологик тизими ҳақида тушунча ва унга қўйиладиган умумий талаблар. Кимё технологик тизимида хом ашё ва энергия
Режа:
1. Кимё технологик тизими ҳақида тушунча
2. Кимё технологик тизими элементларининг технологик алоқалари
3. Кимё технологик тизимида хом ашё ва энергия
Таянч иборалар: қўйиладиган умумий талаблар., уларнинг вазифалари, кетма-кетлиги, параллеллиги, байпастлиги, қайтармалиги, тармоққа алоқадорлиги.
Ҳар қандай кимёвий технологик системаларнинг (КТС) асосий элементларидан бири кимёвий реактор хисобланади. Кимёвий реактор деб, кимёвий реаксияларни масса ва иссиклик кучириш (узатиш) билан кушиб олиб борувчи жараёнлар амалга ошириладиган апаратга айтилади.
Реакторгача ўрнатилган барча аппаратлар хом ашёни қайта ишлашга тайёрлаш учун мўлжалланган реактордан кейинги аппаратлар эса ҳосил бўлган тайёр махсулотни ажратиб олиш учун хизмат қилади. Типик реакторларга :саноат печлари‚ контакт аппаратлари‚ механик ва пневматик оқимли аралаштириладиган реакторлар‚ пишириш қозонлари‚ гидрататорлар синтез колонналари‚ асбоблар ва бошқалар мисол бўла олади.
Барча технологик жараёнларнинг самарадорлиги реакторни тўгри танлай билиш ва унинг такомиллашганлик даражасига боғлик бўлади.
Саноат реакторига булган асосий талаблар кимёвий ишлаб чикаришнинг характеригабоглик бўлиб‚ куйидагилардан иборат:
1.Юқори махсулдорлик ва интенсифликни таминлаши.
2.Екзотермик реаксия иссиклигидан ва эндотермик жараёнларни бориши учун ташкаридан бериладиган иссикликлардан туликрок фойдаланиш имкониятини бериши.
3.Реагентларни аралаштириш ва бир жойдан бошка жойга кучириш, ташиш кабилар учун сарфланадиган энргиядан ратсионал фойдаланиб сарфиётни камайтиришни таминлаши лозим.
4. Тузилиши жуда оддий , осон бошкариладиган ва хафсиз, шу билан бир каторда арзон материаллардан (кора металлар , силикатли материаллар,арзон пластмассалар ва хоказолар) ясалган булиши.
5. имкони борича туликрок механизатсиялашгган булиши ва жараёнларни бошкаришни афтоматлаштиришни таминлашни.
6. Режимнинг асосий параметрлари (С, Т, Р) катта кийматларда узгарганда хам реактор баркарор ишлаб турадиган були керак.
Шу билан бир каторда дастлабки моддаларнинг тайёр махсулотга айланиш даражаси хам камаяди ва апаратда босимнинг узгариши (гидровлик каршилик) ортади яни газни ташиш учун ( реактордан интенсив утказиш учун ) сарфланадиган энергия микдори хам ортади. Демак,умумий махсулдорликни истаганча эмас , аммо малум бир чегарагача ошириш мумкин.Ушбу карама-каршиликни бошка мисолда хам куриш мумкин.Масалан,иссикликдан фойдаланишни яхшилаш, иссик алмаштириш курилмаларини мураккаблашувига олиб, келади бу холат эса реакторни тан нархини ошириб юборади.Шунинг учун хам юкорида айтилган талабларни хисобга олган холда, чукур комплекс иктисодий хисоб-китоблар килингандан кейингина реактор тили танланади.
Кимёвий реакторларнинг классификатсияси . Кимёвий реакторларнинг классификатсияси асосан кимёвий технологик жараёнларнинг юкорижа курсатилган классификатсиясига асосланган.
Купинча кимёвий реакторларни харорат режимига аралаштириш даражасига караб синфларга булинади.Бундан ташкари реакторлар худди кимёвий жараёнлар сингари паст ва юкори хароратли ‚ кулланиладиган босимга караб-юкори ‚уртача‚ нормал ва паст (вакуумда ишловчи) босимда ишловчи аппаратларга булинади. Реакторлар яна реагентларнинг фазовий холатига караб гомоген ва гетероген жараёнларни амалга оширадиган аппаратларга‚ ишнинг давомийлигига караб даврий ишловчи ва узлуксиз ишловчи аппаратларга булинади.
Харорат режимига караб кимёвий реакторлар ва унда борувчи жараёнлар адиабатик ‚ изометрик ва политермикка булинади.
Адиабатик реакторларда реагенлар окими тинч холда борганда (аралаштирилмаса) уни ураб туган атроф мухит билан иссиклик алмашинув жараёни бормайди. Яни иссиклик реактордан реактор девори оркали ёки иссиклаштиргичлар оркали ташкарига чикмайди ва ташкаридан ичкарига хам кирмайди яхши изолясияланган (ажратилган) бўлади. Реаксиянинг барча иссиклиги реаксияга кирувчи моддалар окимида (реаксион аралашмада) тупланади (аккумулясияланади).
Р
еактор баландлигининг хохлаган нуктасига харорат режими куйидаги тенглама билан ифодаланади:
Бунда t_а , t_б – системанинг охири ва бошлангич хароратси‚ Q¹р- гетероген жараёнларда, асосий компонантлар бир фазадан бошка фазага тулик утганда реаксиянинг (жараённинг) иссиклик эффекти , G-реакцион аралашманинг массаси , С t_б - t_а харорат оралигида аралашманинг уртача иссиклик сигими ‚ Х-айланиш (дастлабки модданинг тайёр махсулотга айланиш) даражаси.
Вақт бўлими (т) реагентнинг келиши (реаксия тезлиги) адиабатик реакторларда аппаратнинг баландлигига (Н) Н(т=н/w, айланиш даражасига ва хароратсига пропорсионал бўлиб‚ мураккаб, эгри чизикларда узгаради.W-реагенларнинг тугри чизикли тезлиги .
Бунда хароратнинг паст булганлигидан реаксия тезлиги хам кичик бўлади‚ расмда эгри чизикнинг остки, кисмига тугри келади. Эгричизикнингюкорикисминолгаинтилади ,чункидастлабкиолинганмодданингтайёрмахсулотгаайланишдарагасибиргаякинлашади).
Изотермик реакторлар реаксион хажмнинг барча нукталарида бир хил узгармас хароратга эга бўлади, Изотермик режим аппаратдаги реагентларни каттик аралаштириш ва муаллак турувчи катлам (кайновчи ёки купик катлам) ҳосил килиш юли билан яратилади.
Дастлабки моддаларнинг реаксион бушликка тушиши дархол,
екзотермик реакторларда харорат ортади, эндотермик реакторларда эса пасаяди. Бундай холларда эндотермик эффектни, иссиклик бериш , экзотермик жараёнларни эса ундан иссикликни олиш (чикариш) юли билан коплаш оркалIIзотермик режимга якинлаштириш мумкин.Бунда реактор баландлигининг бутун хажмида иссиклик бериш ва олиш интенсивлиги эгри чизик буйича узгаради.Екзотермик режим , дастлабки модда ларнинг консентратсияси кам булганда. Масалан, газларни чукур тозалашда, хамда кичик иссиклик эффектига эга булган реоксияларда амал килади.
Политермик реактор деб, реоксия иссиклиги жараёндан иссикликнинг олиниши ёки берилиши билан ёки асосий жараён иссиклик эффектига тескари ишорали булган кушимча жараённинг иссиклик эффекти билан ёки асосий жараён иссиклик эффектига тескари ишорали булган кушимча жараённинг иссиклик эффекти билан кисман копланадиган реакторларга айтилади. Политермик реакторларга, реоксион аралашмани аралаштириш даражаси кам булган ва реаксион хажм ичида иссиклик алмаштиргичлари кам булган апаратлар мисол бўлади, масалан, кувирсимон контакт апаратлар, бундай апаратларда экзотермик жараёнларни амалга оширилганда харорат апаратнинг баландлиги Н буйича 2-чи характерли эгри чизик ҳосил килиб узгаради.
Реаксияга киришаётган массанинг массанинг гидродинамик режими буйича. (рагентларнинг аралаштириш даражаси буйича) узлуксиз ишловчи (окимли) реакторлар икки типга булинади: идеал сикиб чикариш ва тулик (идиал) аралаштириш реакторлари.
Идеал сикиб чикариш реакторларининг характерли томони шундаки, реагентлар охисталик билан, аралаштирилиб, яъни тинч оким билан апаратнинг бутун узун буйидан утади.
Шахта типидаги идиал сикиб чикариш реакторининг ишлаш принсипи(28 расмда берилган). Бу аппарат ичи буш, узун кувурсимон бўлиб, ичида чанбара урнатилган бўлиб, уларнинг устида каттик донадор модда тулгазилган бўлади. Одатда каттик модданинг баландига аппарат диаметридан катта бўлади. Каттик модда каватида газ утиб у билан реаксияга киришади. Бундай реакторларда дастлабки моддаларнинг консентратсияси аппарат баландлигига томон логорифмик эгри чизик буйича камайиб боради. Купчилик катталитик реоксиялар: газогенераторлар, охак ва бошка моддаларни куйдириш печлари, домналар ва бошкалар шундай принсипда ишлайди. Экзотермик жараёнларда реакторнинг харорат режими адиабатик бўлади. Насакдкали минораларнинг ишлаш принсипи хам суюкликларга газларни суюкликлардан десорбсияланишда юкоридагига якин бўлади.