Cтраница 2
За последние 15 - 20 лет благодаря работам Борескова, Слинько [38-45], Кафарова [46-47] и ряда зарубежных исследователей получил значительное распространение метод математического моделирования. [16]
Один из возможных алгоритмов построения графов для каталитических реакций с линейными выражениями скоростей стадий предложен Слинько с сотрудниками [50] и сводится к следующему. [17]
Имеются и достаточно простые экспериментальные методы для диагностики и устранения диффузионного торможения в гетеро-генно-каталитической реакции. Слинько, С. Я. Пшежецкому, В. А. Ройтеру и др. Решение диффузионных задач для реакций с ленгмюров. [18]
В последних работах по оптимизации рассматривается 1возможность улучшения рабочих параметров не только реактора, но и работающей в комплексе с ним аппаратуры. На этом же симпозиуме Кюхлер и Ланг-бейн привели несколько интересных практических примеров оптимизации ( хлорирование метана, полимеризация этилена, сульфирование нафталина), а Боресков и Слинько сообщили об удачном приложении принципа Понтрягина. [19]
По этим причинам наиболее плодотворным нам представляется второе направление в химической кибернетике, которое исходит из анализа механизма процессов, происходящих внутри реактора При этом могут быть широко применены методы и представления развитые в настоящей книге. Использование быстродействующих электронных вычислительных машин позволит решать значительно более сложные задачи, чем рассматривавшиеся здесь, и, в частности, подойти к задаче полного электронного моделирования процесса, намеченной в работах ( уже цитировавшихся) Борескова и Слинько. Метод черного ящика должен рассматриваться не как конкурирующий, а как дополняющий, поскольку он позволяет приспособляться в ходе самого процесса к изменениям трудно контролируемых факторов. [20]
Необходимым условием устойчивости является превышение производной от скорости отвода тепла по температуре над аналогичной производной для скорости выделения тепла. Это условие, однако, не всегда является достаточным. Боресков и Слинько отмечают, что если второе условие не удовлетворяется, то это приводит к колебаниям температур и концентраций с возрастающими амплитудами. Следовательно, в этом случае первое условие устойчивости является достаточным. [21]
Второй метод заключается в полном отказе от аналитического рассмотрения и применении методов теории подобия и моделирования не только к процессам переноса, но и к самому химическому процессу. В работе Слинько [10] убедительно показано, что условия подобия для химического процесса оказываются обычно несовместимыми с условиями подобия процессов переноса. [22]
Как известно, скорость химической реакции обычно зависит от температуры экспоненциально, а скорость теплоотвода - линейно. Поэтому могут создаваться условия, когда тепловыделение с ростом температуры начинает расти быстрее, чем теплоотвод из рабочей зоны; слой быстро разогревается ( особенно в местах застоя) и создаются условия для теплового взрыва. Как указывает Слинько / 18 / условие ( а) является необходимым и достаточным условием устойчивости в режимах полного перемешивания. [23]
Второй метод заключается в полном отказе от аналитического рассмотрения и применении методов теории подобия и моделирования не только к процессам переноса, но и к самому химическому процессу. В работе Слинько [10] убедительно показано, как условия подобия для химического процесса оказываются обычно несовместимыми с условиями подобия процессов переноса. [24]
Контактное окисление двуокиси серы является типичным примером гетерогенного, окислительного, экзотермического катализа. В СССР наиболее основательные работы по изучению процесса окисления двуокиси серы [46] моделированию контактных аппаратов [52, 54, 218] и исследованию катализаторов [46, 51] проведены Боре-сковым, Слинько и их сотрудниками. [25]
По этим причинам наиболее плодотворным нам представляется второе направление в химической кибернетике, которое исходит из анализа механизма процессов, происходящих внутри реактора. При этом могут быть широко применены методы и представления, развитые в настоящей книге. Использование быстродействующих электронных вычислительных машин позволит решать значительно более сложные задачи, чем рассматривавшиеся здесь, и, в частности, подойти к задаче полного электронного моделирования процесса, намеченной в работах ( уже цитировавшихся) Борескова и Слинько. Метод черного ящика должен рассматриваться не как конкурирующий, а как дополняющий, поскольку он позволяет приспособляться в ходе самого процесса к изменениям трудно контролируемых факторов. Таким образом, если задача предварительного установления оптимальных параметров должна решаться по возможности на основе анализа внутреннего механизма. [26]
Обычно стремятся получать гранулы не более 5 мм в поперечнике; при этом процесс идет на первых стадиях окисления в диффузионной, а на последних ( при х80 %) в кинетической области. I, ( II, 54) ], выражается кинетическим уравнением Борескова ( IV. Боресков и Слинько разработали метод математического моделирования контактных аппаратов. [27]
Для процессов гетерогенного катализа адиабатический разогрев Tad - T0 определяется суммарной теплоемкостью рабочей смеси и самого слоя катализатора. Если катализатор не выводится из реактора, то Та & есть та температура, которая была бы достигнута в реакторе, заполненном при температуре Тъ катализатором и реагирующей смесью после полного отключения его от внешней среды и доведения реакции до конца. Как видно из формулы ( X, 43), в таких условиях трудно ожидать колебательной или вообще существенно стационарной неустойчивости. Как мы уже отмечали, Боресков и Слинько считают единственным возможным видом неустойчивости для гетерогенно-каталитических процессов квазистационарную неустойчивость. [28]
Для процессов гетерогенного катализа адиабатический разогрев Tad - TO определяется суммарной теплоемкостью рабочей смеси и самого слоя катализатора. Если катализатор не выводится из реактора, то ТаЛ есть та температура, которая была бы достигнута в реакторе, заполненном при температуре Г0 катализатором и реагирующей смесью после полного отключения его от внешней среды и доведения реакции до конца. Как видно из формулы ( X, 43), в таких условиях трудно ожидать колебательной или вообще существенно стационарной неустойчивости. Как мы уже отмечали, Боресков и Слинько считают единственным возможным видом неустойчивости для гетерогенно-каталитических процессов квазистационарную неустойчивость. [29]
Такой расчет сделан Слинько [241 ] для контактного промышленного аппарата по окислению и этилена в окись этилена на серебре. Интенсивность теплоотдачи от стационарного неподвижного зернистого слоя к стенке ограничена. Малая величина эффективного коэффициента теплоотдачи вызывает неравномерность температур по сечению контактного объема. Проведение процесса в псевдоожи-женном слое позволяет увеличить теплоотвод. По данным Борескова и Слинько [241 ], коэффициент теплоотдачи для процесса окисления этилена на серебре в неподвижном слое составляет 50 - 90 ккал. [30]