Termodinamica (975138), страница 16
Текст из файла (страница 16)
R1 R2 Rn
Рис. Рецикл равновесного потока
Из сказанного следует, что метод последовательно соединенных реакторов позволяет вместо системы из n нелинейных уравнений решать nk нелинейных уравнений с одной неизвестной (k-число “проходов”, или рециклов)
В каждом новом “проходе” системы реакторов степень превращения постепенно снижается, достигая некоторую наперед заданную величину.
Число “проходов” заранее предсказать трудно.
Теперь вернемся к задаче 3.3.16, которую будем решать, используя метод последовательно соединенных реакторов. Число “проходов” j ограничим значением ξ=0,003.
Пусть исходный состав смеси на входе в i-ый реактор
ξ nco,
.
Тогда равновесный состав для реакции
CO + H2O CO + H2 (1)
Равновесный nCO-xij nH2O -xij nCO2+xij nH2+xij
состав, моль
где xij – химическая переменная в i-ом реакторе после j-го “прохода” Rij, i=1;2
И константа равновесия Ka связана с равновесным составом:
Для реакции
(2)
состав, моль
Последовательность, этапы и результаты расчета показаны на схеме, в которой Rij и ξij соответственно i-ый реактор Ri и значение химической переменной в i-ом реакторе после j-го «прохода». (i=1; 2 число реакторов, равное числу рассматриваемых реакций).
Каждое уравнение (а) и (б) решали с использованием приближенных методов(см. отступление второе)
Вход R11
| CO | H2O | CO2 | Н2 | |
| n | 1 | 1 | 0 | 0 |
| N | 0,5 | 0,5 | 0 | 0 |
| ån=2 | ||||
R11
выход R11 входR21
| C |
| CO | H2O | CO2 | Н2 | |
| n | 0,328 | 0,328 | 0,672 | 0,672 |
| N | 0,164 | 0,164 | 0,336 | 0,336 |
| ån=2 | ||||
ξ11=0,672
R21
| 2 |
выход R21 вход R12 | CO | H2O | CO2 | Н2 | |
| n | 0,108 | 0,328 | 0,782 | 0,672 |
| N | 0,057 | 0,174 | 0,414 | 0,355 |
| ån=1,89 | ||||
ξ21=0,11
выходR12 входR22
R12
| |
| CO | H2O | CO2 | Н2 | |
| n | 0,218 | 0,438 | 0,672 | 0,562 |
| N | 0,115 | 0,232 | 0,355 | 0,297 |
| ån=1,89 | ||||
ξ12=-0,11
R22 выходR22 входR13
| 2 |
| CO | H2O | CO2 | Н2 | |
| n | 0,106 | 0,438 | 0,728 | 0,562 |
| N | 0,057 | 0,239 | 0,397 | 0,306 |
| ån=1,834 | ||||
ξ22=0,056
выходR13 входR23
R13
| 2 |
| CO | H2O | CO2 | Н2 | |
| n | 0,163 | 0,495 | 0,671 | 0,505 |
| N | 0,089 | 0,270 | 0,366 | 0,275 |
| ån=1,834 | ||||
ξ13=-0,057
выходR23 входR14
| CO | H2O | CO2 | Н2 | |
| n | 0,099 | 0,495 | 0,703 | 0,505 |
| N | 0,055 | 0,275 | 0,390 | 0,280 |
| ån=1,802 | ||||
| C |
ξ23=0,032
R14 выходR14 входR24
| C |
| CO | H2O | CO2 | Н2 | |
| n | 0,139 | 0,535 | 0,663 | 0,465 |
| N | 0,077 | 0,297 | 0,368 | 0,258 |
| ån=1,802 | ||||
ξ14=-0,04
выходR24 входR15
| 2CO CO2+C(тв) |
| CO | H2O | CO2 | Н2 | |
| n | 0,101 | 0,535 | 0,682 | 0,465 |
| N | 0,056 | 0,300 | 0,382 | 0,261 |
| ån=1,783 | ||||
ξ24=0,0195
выходR15 входR25
R15
| C |
| CO | H2O | CO2 | Н2 | |
| n | 0,121 | 0,555 | 0,662 | 0,445 |
| N | 0,068 | 0,311 | 0,371 | 0,250 |
| ån=1,783 | ||||
ξ15=-0,02
входR25 выходR16
| CO | H2O | CO2 | Н2 | |
| n | 0,099 | 0,555 | 0,672 | 0,445 |
| N | 0,056 | 0,313 | 0,379 | 0,251 |
| ån=1,772 | ||||
R25
| 2 |
ξ25=0,011
| CO | H2O | CO2 | Н2 | |
| n | 0,114 | 0,570 | 0,659 | 0,432 |
| N | 0,064 | 0,321 | 0,371 | 0,243 |
| ån=1,775 | ||||
выходR16 входR26
R16
| C |
ξ16=-0,015
выходR26 входR17
| CO | H2O | CO2 | Н2 | |
| n | 0,098 | 0,570 | 0,667 | 0,432 |
| N | 0,055 | 0,332 | 0,377 | 0,244 |
| ån=1,767 | ||||
| 2 |
ξ26=0,0075
R17
| |
выходR17 входR27 | CO | H2O | CO2 | Н2 | |
| n | 0,110 | 0,582 | 0,655 | 0,420 |
| N | 0,062 | 0,329 | 0,370 | 0,237 |
| ån=1,767 | ||||
ξ17=-0,012
| 2CO CO2+C (тв) |
R27 выходR27 входR18 | CO | H2O | CO2 | Н2 | |
| n | 0,099 | 0,582 | 0,661 | 0,420 |
| N | 0,056 | 0,330 | 0,375 | 0,238 |
| ån=1,761 | ||||
ξ27=0,0057
O+H2O CO2+C (тв)













