Tìm hiểu thiết bị phản ứng đẩy lý tưởng - Continuously Operated Ideal Tank Reactor (còn gọi là thiết bị phản ứng kiểu ống – Plug Flow Tubular Reactor)
Mỗi dạng thiết bị phản ứng cho một phương thức tiến hành phản ứng rất khác nhau vì cấu trúc dòng và phương thức trao đổi nhiệt, quan hệ về năng lượng nhiệt trong các loại thiết bị phản ứng hóa học cũng rất khác nhau... Cho nên phải dựa trên cơ sở của cả các phương trình cân bằng chất, cân bằng năng lượng nhiệt và cân bằng xung lượng của hệ thống mà tiến hành các phép tính toán. Ngoài động học của phản ứng hóa học, phải chú ý thích đáng đến cấu trúc dòng, phương thức vận tải nhiệt, vận tải chất trong hệ và chế độ nhiệt độ (hệ đẳng nhiệt, đoạn nhiệt….), chúng là những yếu tố đóng vai trò nhất định tạo nên năng suất của thiết bị.
Để có thể đánh giá được loại thiết bị phản ứng nào là phù hợp hơn cho việc sản xuất một sản phẩm nào đó, cần phải phân biệt được xem một chất phản ứng tham gia vào một hay nhiều phản ứng độc lập và ở phản ứng nào tạo nên những sản phẩm phụ không mong muốn
Trong phạm vi đồ án này, nhóm thực hiện chỉ tập trung tìm hiểu về thiết bị phản ứng làm việc liên tục. Sau khi so sánh giữa thiết bị phản ứng khuấy lý tưởng (CSTR) và thiết bị phản ứng đẩy lý tưởng hay còn gọi là thiết bị phản ứng kiểu ống (PFR), nhóm quyết định tìm hiểu về thiết bị phản ứng đẩy lý tưởng – một trong những thiết bị phổ biến trong công nghiệp hóa học.
Thiết bị phản ứng kiểu đẩy,hay còn gọi là thiết bị phản ứng kiểu ống là loại thiết bị hoạt động liên tục rất phổ biến trong công nghiệp, đặc biệt để tiến hành phản ứng giữa các chất khí với nhau
Phạm vi của đề tài cũng không đề cập đến vấn đề kinh tế khi thực hiện tính toán và cũng tập trung tìm hiểu về thiết bị phản ứng đẩy lý tưởng không đẳng nhiệt (quá trình thường xảy ra trong công nghiệp).
Đồ án của nhóm nghiên cứu không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự hướng dẫn của thầy giáo và đóng góp của các bạn.
Xin chân thành cảm ơn!
MỤC LỤC
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ PHẢN ỨNG TRONG CÔNG NGHIỆP HÓA HỌC 4
I.1. NHIỆM VỤ CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU THIẾT BỊ PHẢN ỨNG TRONG CÔNG NGHIỆP HÓA HỌC 4
I.2 PHÂN LOẠI CÁC HỆ PHẢN ỨNG HÓA HỌC 5
I.3. THIẾT BỊ LÀM VIỆC LIÊN TỤC 6
I.4. SO SÁNH THIẾT BỊ PHẢN ỨNG KIỂU ĐẨY LÝ TƯỞNG, KHUẤY LÝ TƯỞNG LÀM VIỆC LIÊN TỤC 7
PHẦN II: THIẾT BỊ PHẢN ỨNG ĐẨY LÝ TƯỞNG 12
II.1. KHÁI NIỆM CHUNG 12
II.2. CÂN BẰNG CHẤT, CÂN BẰNG NHIỆT CHO TBPƯ ĐẨY LÝ TƯỞNG 13
II.2.1. Cân bằng chất 13
II.2.2. Cân bằng nhiệt 15
II.2.3 Tính toán thiết bị phản ứng kiểu đẩy lý tưởng không đẳng nhiệt 16
II.3. PHÂN BỐ NỒNG NỘ TRONG THIẾT BỊ ĐẨY LÝ TƯỞNG 18
II.4. PHƯƠNG THỨC CẤP DÒNG CHO THIẾT BỊ ĐẨY LÝ TƯỞNG 20
II.5. PHÂN BỐ THỜI GIAN LƯU VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA KHUẤY TRỘN TRONG CÁC THIẾT BỊ PHẢN ỨNG LÀM VIỆC LIÊN TỤC 21
II.6. CÁC ĐẶC TRƯNG THỜI GIAN LƯU TRONG CÁC THIẾT BỊ PHẢN ỨNG LÀM VIỆC LIÊN TỤC 23
II.6.1. Đặc trưng thời gian lưu trong thiết bị kiểu ống chảy dòng 23
II.6.2. Đặc trưng thời gian lưu trong thiết bị kiểu ống thực 24
II.6.3. Hệ số khuấy trộn dọc trục trong thiết bị kiểu ống 25
PHẦN III: BÀI TOÁN MINH HỌA THIẾT BỊ PHẢN ỨNG KIỂU ỐNG 27
III.1. ĐỀ BÀI 27
III.2. LỜI GIẢI 28
Mỗi dạng thiết bị phản ứng cho một phương thức tiến hành phản ứng rất khác nhau vì cấu trúc dòng và phương thức trao đổi nhiệt, quan hệ về năng lượng nhiệt trong các loại thiết bị phản ứng hóa học cũng rất khác nhau... Cho nên phải dựa trên cơ sở của cả các phương trình cân bằng chất, cân bằng năng lượng nhiệt và cân bằng xung lượng của hệ thống mà tiến hành các phép tính toán. Ngoài động học của phản ứng hóa học, phải chú ý thích đáng đến cấu trúc dòng, phương thức vận tải nhiệt, vận tải chất trong hệ và chế độ nhiệt độ (hệ đẳng nhiệt, đoạn nhiệt….), chúng là những yếu tố đóng vai trò nhất định tạo nên năng suất của thiết bị.
Để có thể đánh giá được loại thiết bị phản ứng nào là phù hợp hơn cho việc sản xuất một sản phẩm nào đó, cần phải phân biệt được xem một chất phản ứng tham gia vào một hay nhiều phản ứng độc lập và ở phản ứng nào tạo nên những sản phẩm phụ không mong muốn
Trong phạm vi đồ án này, nhóm thực hiện chỉ tập trung tìm hiểu về thiết bị phản ứng làm việc liên tục. Sau khi so sánh giữa thiết bị phản ứng khuấy lý tưởng (CSTR) và thiết bị phản ứng đẩy lý tưởng hay còn gọi là thiết bị phản ứng kiểu ống (PFR), nhóm quyết định tìm hiểu về thiết bị phản ứng đẩy lý tưởng – một trong những thiết bị phổ biến trong công nghiệp hóa học.
Thiết bị phản ứng kiểu đẩy,hay còn gọi là thiết bị phản ứng kiểu ống là loại thiết bị hoạt động liên tục rất phổ biến trong công nghiệp, đặc biệt để tiến hành phản ứng giữa các chất khí với nhau
Phạm vi của đề tài cũng không đề cập đến vấn đề kinh tế khi thực hiện tính toán và cũng tập trung tìm hiểu về thiết bị phản ứng đẩy lý tưởng không đẳng nhiệt (quá trình thường xảy ra trong công nghiệp).
Đồ án của nhóm nghiên cứu không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự hướng dẫn của thầy giáo và đóng góp của các bạn.
Xin chân thành cảm ơn!
MỤC LỤC
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ PHẢN ỨNG TRONG CÔNG NGHIỆP HÓA HỌC 4
I.1. NHIỆM VỤ CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU THIẾT BỊ PHẢN ỨNG TRONG CÔNG NGHIỆP HÓA HỌC 4
I.2 PHÂN LOẠI CÁC HỆ PHẢN ỨNG HÓA HỌC 5
I.3. THIẾT BỊ LÀM VIỆC LIÊN TỤC 6
I.4. SO SÁNH THIẾT BỊ PHẢN ỨNG KIỂU ĐẨY LÝ TƯỞNG, KHUẤY LÝ TƯỞNG LÀM VIỆC LIÊN TỤC 7
PHẦN II: THIẾT BỊ PHẢN ỨNG ĐẨY LÝ TƯỞNG 12
II.1. KHÁI NIỆM CHUNG 12
II.2. CÂN BẰNG CHẤT, CÂN BẰNG NHIỆT CHO TBPƯ ĐẨY LÝ TƯỞNG 13
II.2.1. Cân bằng chất 13
II.2.2. Cân bằng nhiệt 15
II.2.3 Tính toán thiết bị phản ứng kiểu đẩy lý tưởng không đẳng nhiệt 16
II.3. PHÂN BỐ NỒNG NỘ TRONG THIẾT BỊ ĐẨY LÝ TƯỞNG 18
II.4. PHƯƠNG THỨC CẤP DÒNG CHO THIẾT BỊ ĐẨY LÝ TƯỞNG 20
II.5. PHÂN BỐ THỜI GIAN LƯU VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA KHUẤY TRỘN TRONG CÁC THIẾT BỊ PHẢN ỨNG LÀM VIỆC LIÊN TỤC 21
II.6. CÁC ĐẶC TRƯNG THỜI GIAN LƯU TRONG CÁC THIẾT BỊ PHẢN ỨNG LÀM VIỆC LIÊN TỤC 23
II.6.1. Đặc trưng thời gian lưu trong thiết bị kiểu ống chảy dòng 23
II.6.2. Đặc trưng thời gian lưu trong thiết bị kiểu ống thực 24
II.6.3. Hệ số khuấy trộn dọc trục trong thiết bị kiểu ống 25
PHẦN III: BÀI TOÁN MINH HỌA THIẾT BỊ PHẢN ỨNG KIỂU ỐNG 27
III.1. ĐỀ BÀI 27
III.2. LỜI GIẢI 28
Không có nhận xét nào: