даражасига боғлиқлиги: а, в – идеал сиқиб чиқазувчи реакторлар учун; б – идеал сиқиб чиқазувчи реактор ва тўлиқ аралаштирувчи реакторлар каскади учун.
Агар селективлик айланиш даражаси ортиши билан камайса (37-расм, а,б), у ҳолда маҳсулот чиқиши ҳам камаяди. Бунда эгри чизиқ юзаси учбурчак юзасидан катта бўлади. Шундан маълум бўладики, ИСР ёки даврий ишловчи реактор қўлланилгани маъқулдир.
ТАРК (37 – расм, б) битталик ТАР га қараганда юқори маҳсулот чиқишини (Х) беради. Агар айланиш даражаси ортиши билан селективлик ортса, (37 – расм,
C
A0
ва
|
A
(3.64)
0 A
|
C
A0
|
A
(3.65)
|
в) унда расмдан кўриниб турганидек, ТАР да маҳсулот чиқиши ИСР га қараганда юқори бўлади. Бундай холда реакторлар каскадидан фойдаланиш ярамайди. Чунки маҳсулот чиқиши битталик ТАР га қараганда кичик қийматга эга бўлади. Жараённинг юқори селективлигини таъминловчи реактор модели танлаб олингандан сўнг, мураккаб жараёнлар учун реакторлар ўлчови уларнинг характеристик тенгламаларидан топилади.
A d
A
IV боб
1 -§. Реакторларнинг ҳарорат режими
Ҳарорат режимига қараб реакторлар адиабатик, изотермик ва политермик (программали бошқарилувчи) турларга бўлинади:
А д и а б а т и к р е а к т о р л а р деб ташқи муҳит билан турғун реагентлар оқими ҳолатида иссиқлик бермайдиган ва иссиқлик олмайдиган реакторларга айтилади, яъни улар иссиқлик изоляцияси билан таъминланган бўлади. Реакциядан чиқаётган барча иссиқлик реакцияга киришаётган моддалар оқими орқали йиғилади. Жараённинг ҳарорат режими реакторнинг ҳохлаган баландлик нуқтасида қуйидаги тенглама орқали ифодаланади:
tох tб qp x tб Сд0qp (3.66)
Gc c
бу ерда: tох , tБ - системанинг бошланғич ва охирги ҳароратси; qp – реакциянинг иссиқлик эффекти; G – реакцион аралашманинг умумий миқдори,
kг; c – ҳарорат интервалидаги ўртача иссиқлик сиғими, кДж (моль-К) х – айланиш даражаси.
Юқоридаги формулани қуйидагича ихчам ҳолатда ўзгартириб ёзиш мумкин:
tox tб x (3.67)
q p x Сд0q p (3.68)
Gc c
бу ерда: - жараённинг адиабатик коэффициенти.
И з о т е р м и к р е а к т о р л а р деб, реактор ва реакцион ҳажмнинг барча нуқталарида ҳарорат доимий бўлган ҳолатга айтилади.
tox tуp const (3.68)
Изотермик ҳолат реагентларни аралаштиргичлар ёрдамида тўхтовсиз аралаштириш натижасида ҳосил қилинади.
П о л и т е р м и к р е а к т о р л а р деб аппаратларга иссиқлик қисман девор орқали ва қисман реагентлар оқими орқали узатилувчи реакторларга айтилади. Қисман узатилувчи иссиқликни бошқариб туриш мумкин.Шунинг учун бундай реакторларни программали-бошқарилувчи реакторлар деб ҳам аталади. Реактор баландлиги бўйича барча элементар хажми учун ҳароратнинг ўзгариши қуйидаги тенглама орқали ифодаланади:
tох tб t H0pC бош0 х kFt (3.69) c Gc
айланиш даражаси эса қуйидаги тенглама орқали топилади:
ct kFt
х HpCбош0 GHpCбош0 (3.70)
Кўплаб шахтали печлар – домна, оҳак куйдирувчи ва насадкали миноралар политермик режимда ишловчи реакторлар ҳисобланади.
2-§. Реакторлар ишининг турғунлиги Параметрик сезувчанлик
Таъкидлаб ўтилганидек, кимёвий реакторлар турғун бўлиши лозим. Турғун система бўлиши учун, ташқаридан берилаётган таъсир тўхтатилганда система бошланғич ҳолатига қайтиб кела олиши керак. Аппарат ишининг турғун ҳолатида барча параметрлар вақт ва аппаратнинг фазовий ҳолати бўйича ўзгармас бўлиб қолади. Реактор ишининг турғунлигини унинг у ёки бу ҳолат параметрларига нисбатан сезгирлиги билан ифодалаш мумкин.
Турғунсизлик ҳолатда технологик жараённинг қандайдир параметри (ҳарорат, босим, концентрация) бироз ўзгарса, реактордаги турғун ҳолат ҳам ўзгаради, бу ўзгаришлар вақт ичида чуқурлашиб боради ва ўзгарувчи кучларнинг таъсири тугагач ҳам реакторлардаги шароит ўз ҳолатига қайтиб келмайди.
Турғун ишлайдиган реакторни таҳлил қилиб чиқамиз. Масалан: адиабатик шароитда узлуксиз идеал аралаштирувчи реакторнинг ишини кўриб чиқамиз.
Агар бундай реакторда оддий қайтмас реакция борса, А → R + Q унинг иссиқлик баланс тенгламаси реакторнинг турғун шароитида:
Qк.р Qконв
Qх.р XHA; Qконв Cp (T T0 )
га тенг бўлади.
Узлуксиз ишлайдиган идеал аралаштирувчи реактордаги ўзгариш даражаси қуйидаги тенглама орқали аниқланади:
1 (4.6)
X A eE / RT
1
k0
ХА ни қийматини юқоридаги тенгламага қўйиб, кимёвий реакциянинг иссиқлиги қуйидагича тенглиги аниқланади:
Qкр H
eE / RT
1
k0
(4.7)
Бу тенгламадан кўринадики, ҳарорат кўтарилганда Q к. р – кимёвий реакциянинг иссиқлиги ∆H нинг доимий бўлган натижасига интилади. Ҳарорат пасайганда эса Q к. р – нолга интилади ( 38-39-расмлар).
Do'stlaringiz bilan baham: |