Зернистый слой - катализатор
Cтраница 2
Аналогично (3.1) можно записать неравенство, выполнение которого будет определять область несущественного влияния того или иного фактора, например эффективной диффузии или теплопроводности внутри зернистого слоя катализатора, на нестационарный и в частном случае на стационарный режим. Что касается исследования близости решений ис и uw в окрестности начальных точек для сингулярно возмущенных систем, то выбор начальных условий, являющихся решением стационарной задачи, позволяет избежать рассмотрения временного пограничного слоя и сращивания внешнего и внутреннего асимптотического разложения. [16]
Речь идет о таких величинах, как падение давления в реакторе, характер профиля скоростей потока, отношение тепло-переноса к массопереносу, разность температур между потоком и зернистым слоем катализатора. [17]
 |
Принципиальные схемы каталитической очистки газов с рукуператив-ным теплообменником ( а и дополнительным подогревом ( б. [18] |
Очистка - дорогостоящий процесс в плане затрат на оборудование и энергию, огромная часть которой расходуется на прокачку газов через систему. Так как зернистый слой катализатора обладает большим гидравлическим сопротивлением, в последнее время получили распространение катализаторы сотовой формы ( см. разд. Их сопротивление на порядок ниже, чем зернистого слоя, и, кроме того, в них лучше перерабатывать запыленный газ - в прямых каналах меньше задерживается пыль. [19]
 |
Состав продуктов окисления пропана кислородом воздуха при 275 С по данным 60. [20] |
Отмеченные во вводной части проблемы возникают и в реакторах санитарной очистки отходящих газов, когда содержание органики в них оказывается выше критической концентрации. В этом случае адиабатический разогрев в зернистом слое катализатора может привести к его дезактивации. Для обеспечения условий более благоприятного течения отмеченных реакций нами, как уже отмечалось, были предложены принципиальные варианты конструкции вихревого реактора-теплообменника, в которых, кроме температурного окисления кислородом воздуха, в качестве катализатора может быть использована как внутренняя поверхность стенки собственно материала труб или специально нанесенные на нее катализаторные покрытия, так и газообразная или жидкая фазы. [21]
 |
Схема радиального реактора. Стокса. [22] |
Стенки внутренней и кольцевой труб перфорированы, конец внутренней трубы заглушен. Таким образом, весь поступающий поток газа фильтруется через зернистый слой катализатора, попадает в кольцевой зазор с заглушенным передним торцом и выбрасывается в атмосферу через кольцевое отверстие в конце камеры. Приведем методику расчета аэродинамики аппарата в предположении, что течение в коллекторах является ламинарным. [23]
Перепад температуры по радиусу зерна определяется как интенсивностью теплопереноса внутри зерна, так и интенсивность) отвода тепла, выделяющегося в зерне. Наличие теплопереноса по скелету слоя обеспечивает отвод тепла к соседним участкам зернистого слоя катализатора. При этом уменьшаются и температурные градиенты по слою и по радиусу зерна катализатора. С ростом интенсивности теплопереноса по слою влияние внутреннего переноса тепла в зерне на температуру фронта уменьшается. [25]
Поэтому систему уравнений ( VI 1.90) - ( VI 1.94) неизбежно приходится упрощать. В первую очередь, сплошную фазу с катализатором рассматривают как квазигомогенную, аналогично тому, как это делается для однофазных реакторов с зернистым слоем катализатора. Принимают, что скорость теплообмена между фазами бесконечно велика. Далее, по возможности, принимается наличие йредельных гидродинамических режимов ( идеальное вытеснение или смешение) и постоянство объема потоков и, наконец, если это допустимо, пренебрегают уносом газом компонентов жидкой фазы. [26]
Теперь стало ясно, что детальное изучение новых законов гидродинамики неоднородных сред возможно только при их органическом сочетании с кинетикой и катализом, и можно выразить надежду, что такое сочетание позволит решить проблему масштабного перехода от модели к конкретным технологическим процессам. На данном совещании этому вопросу уделено особое внимание. Рассмотрены каталитические процессы в кипящем слое, в зернистом слое катализатора, при протекании многофазных процессов с химическими реакциями и фазовыми превращениями. Большое внимание уделено изучению микрокинетических и мак-рокинетических процессов с целью выяснения возможности масштабного перехода. [27]
Вторая задача, от которой непосредственно зависит успех создания эффективных искусственно создаваемых нестационарных процессов - это дальнейшее развитие теоретических основ динамики гетерогенных каталитических реакторов. В нестационарных условиях гораздо сильнее, чем в стационарных, проявляется влияние процессов переноса вещества, тепла и импульса. Небольшие изменения, например, в условиях массо - и ( или) теплообмена в зернистом слое катализатора могут привести к весьма заметным изменениям избирательности, степени превращения. Поэтому для осуществления нестационарных процессов требуется глубокое и ясное понимание всех физических процессов в реакторе. Количественное знание позволяет строить простые математические модели процессов в реакторах любой производительности. Кроме того, глубокое понимание всех основных закономерностей массо - и теплопереноса в реакторах позволяет создавать условия, благоприятно влияющие на показатели каталитического процесса. Нам представляется, что поиск таких ус-ловпй эмпирически, на основе общих соображений нечасто будет приводить к заметным положительным эффектам. Особо важно отметить необходимость экспериментальных и теоретических работ по исследованию и количественному описанию поведения твердых частиц катализатора в реакторах, работающих в условиях псевдоожижения, пневмотранспорта, циркуляции частиц между реактором и регенератором. Именно в таких реакторах легче организовать условия работы при нестационарном состоянии катализатора. [28]
Режим аппарата может зависеть от режимов не только в предыдущем, но и в последующем аппаратах. Это возможно, во-первых, при наличии рецикла, когда поток согласно схеме передается в предыдущий аппарат. Во-вторых, обратное относительно направления потока воздействие может иметь физическую причину. Чаще всего это связано с изменением давления, которое распространяется во всех направлениях, в том числе и в противоположном движению потока. Если гидравлическое сопротивление какого-либо узла возрастает, то увеличивается давление на входе в этот узел ( при поддержании расхода потока через него) и, следовательно, давление в предыдущем аппарате. Может возникнуть и аварийная ситуация. Допустим, в системе, работающей при высоком давлении, в одном месте произошел резкий сброс давления. В предыдущем аппарате - реакторе - находится зернистый слой катализатора. Его гидравлическое сопротивление не позволило газу быстро пройти через реактор, и на какое-то время перепад в слое резко увеличился. Опорные решетки для катализатора обычно рассчитаны на его вес и перепад давления при нормальной работе. [29]
Режим аппарата может зависеть не только от предыдущего, но и последующего элемента. Это возможно не только при наличии рецикла, когда поток схемно передается в предыдущий аппарат. Обратное относительно направления потока воздействие может иметь физическую причину. В основном это связано с изменением давления, которое распространяется во всех направлениях, в том числе и в противоположном движению потока. Если гидравлическое сопротивление какого-либо узла возрастает, то давление на входе в этот узел увеличивается ( при поддержании расхода потока через него) и, следовательно, повышается в предыдущем аппарате. Может возникнуть аварийная ситуация. В находящемся перед этим узлом аппарате - реакторе - находится зернистый слой катализатора, гидравлическое сопротивление которого не позволило газу также быстро пройти через реактор, и на какое-то время перепад в слое резко увеличивается. Опорные решетки для катализатора обычно рассчитаны на его вес и перепад давлений при нормальной работе. Резкое уменьшение давления после реактора в описанной ситуации вызывает многократное, хотя и кратковременное, увеличение нагрузки на опорную решетку, что может привести к ее разрушению. [30]
Страницы: 1 2