Лабораторна робота №2 моделювання реактора каталітичного очищення промислових газових викидів виконала: Студентка гр. Хт-191 Карита Н. В

Ім'я файлу: лаб 2 Карита.docx
Розширення: docx
Розмір: 54кб.
Дата: 06.06.2022
скачати
Пов'язані файли:
курсовая мерчандайзинг.docx
ВАРІАНТ 3 ВІДПОВІДІ.docx
Реферат №1.docx
Система орфографічних вправ.doc
лабораторна 3.docx
лабораторна 4.docx
ЕП-2.2 Федосенко.docx
Биполярный транзистор КТ3107 - StudentLib.com.doc
Практична робота 4 (1).doc
Практична робота 4 (2).doc
Практична робота 4 (3).doc
Практична робота 4 (4).doc
full_166850588223930.docx
ЗБТв221 Залюбівська обмін речовин.pptx
ТЕМА 5.docx
курсовая важно!.docx
Новий Документ Microsoft Office Word (2).docx
Медовець О.І_стаття_Фарм.doc
СРСР.docx
Ендокрина_система_Скемська_Сніжана.docx
TPZSAP_lab_1.docx
Порівняння_Борисп_та_бровар_Правки_29_01.docx
Анілін (1).pptx

Міністерство освіти і науки України

Національний Університет “Одеська політехніка”

Хіміко-технологічний факультет

Кафедра органічних та фармацевтичних технологій

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2

МОДЕЛЮВАННЯ РЕАКТОРА КАТАЛІТИЧНОГО ОЧИЩЕННЯ ПРОМИСЛОВИХ ГАЗОВИХ ВИКИДІВ

Виконала:

Студентка гр.ХТ-191

Карита Н.В.

Перевірив:

Борщ О.А

Одеса 2022

1. МЕТА РОБОТИ:

• провести розрахунки полів концентрацій і температури компонентів в шарах каталізатора реактора газоочищення, використовуючи прикладну програму;

• аналізуючи отримані результати, визначити технологічні параметри адіабатичного реактора для очищення газових викидів.

2. ОСОБЛИВОСТІ РОЗРАХУНКУ ПРОЦЕСУ ГАЗООЧИЩЕННЯ

У газах промислових виробництв, що відходять, як правило, міститься цілий ряд компонентів. При окисленні вони по-різному впливають на швидкість хімічного перетворення. Через різноманіття поєднання різних компонентів в більшості випадків не представляється можливим детальне вивчення процесу газоочищення і побудови надійних кінетичних моделей. У той же час є кінетичні рівняння окислення окремих компонентів. Для оцінки основних технологічних параметрів подібних процесів на практиці поступають таким чином. Проводять моделювання процесу очищення реальної суміші на моделі однокомпонентної суміші. Подібність між об'єктом і моделлю буде дотримуватися, якщо будуть однакові поля температур. Для процесу, що протікає в адіабатично працюючому шарі каталізатора, справедливе співвідношення (1.7). Як випливає з цього співвідношення, при однакових значеннях температур на вході Твх для досягнення рівних температур виходу необхідно, щоб:

де індекс р.с. відноситься до реальної суміші, а індекс м. – до модельної суміші. Оскільки потрібно досягти практично повну ступінь перетворення, то можна прийняти х = 1. Тоді замість (2.1) отримаємо:

Адіабатичний розігрів реальної суміші розраховується по формулі

де 1% Тад,і– адіабатичний розігрів реакційної суміші при повному окисленні i-го компонента при його концентрації 1 % (об.); Ci,o – концентрація i-го компонента в початковій суміші, % (об.)

Вибирають з всіх компонентів один, який володіє мінімальною швидкістю окислення і найбільш важко окислюється. Розраховується концентрація вибраного компонента C0, яка забезпечувала б таку ж величину адіабатичного розігрівання, що і задана суміш.

Тепер реактор газоочищення можна розраховувати як апарат для повного окислення одного вибраного компонента при його початковій концентрації, що дорівнює знайденому значенню c0. Індекс процесу в програмі GAZO вибирається по цьому компоненту, вводяться початкові дані і розраховуються поля концентрацій і температур в шарі каталізатора. За результатами розрахунків на ЕОМ підбирають параметри роботи шару каталізатора – температуру суміші на вході (Твх) і час контакту (к), при яких досягається потрібна міра окислення. Оскільки не завжди точно відомо, який з компонентів найбільш трудно окислюється, то проводиться перевірочний розрахунок. Вибирається той компонент, концентрація якого в реальній суміші максимальна. Для цього компонента повторюються всі розрахунки, як і для того, що важко окислюється. Методика розрахунків полів концентрацій і температури для адіабатичного шару приведена у лабораторній роботі №1. При цьому, якщо не вдається провести процес в одному шарі, переходять до двохшарового реактора. Максимальний час контакту для однокомпонентних сумішей необхідно визначає такі умови роботи реактора каталітичного газоочищення, які забезпечують повне окислення всіх токсичних компонентів, що містяться в реальній суміші.

3. МЕТОДИКА ВИКОНАННЯ РОБОТИ

1. За початковим даними для заданого складу реакційної суміші (табл.2.1) обчислимо величину сумарного адіабатичного розігріву  Тад (за формулою 2.3).

Таблиця 1 – Висхідні дані за індивідуальним завданням

Індекс компонента	1	7	12	15	16
Компонент	СО	Бензол	Бутанол	Фурфурол	Акролеїн
	91	1100	907	775	428
Концентрації	0,11	0,05	0,11	0,11	0,08

Адіабатичний розігрів – та температура на яку розігріється реакційна суміш при повному ступені перетворення токсичних компонентів. Якщо прийняти ступінь на виході 99,5%, то очікувана величина розігріву повинна дорівнювати

2. Необхідна кількість шарів адіабатичного реактора

Тобто потрібен 1 шар каталізатору (округлення виконуємо в більшу сторону)

3. Розраховуємо приведені концентрації по кожному компоненту суміші – формула 2.4 (концентрація обраного компонента C0, яка забезпечувала б таку ж величину адіабатичного розігріву, що і задана суміш Тад )

4. Виконуємо розрахунки полів концентрацій і температури для адіабатичного шару для значень приведеної концентрації і на основі аналізу отриманих результатів обираємо температуру входу Tвх і час контакту к для досягнення хвих не менше за 99,5 %. Обираємо температуру входу Tвх, намагаючись помістити робочий інтервал у середину допустимого:

Виконуємо розрахунки за допомогою програми gazo.exe, дані розрахунків заносимо до зведеної таблиці. В програмі обираємо речовину, задаємо обрану температуру входу і обчислену раніш концентрацію, а також час контакту, який поступово треба підбирати

Расчет адиабатического слоя катализатора

Процесс очистки отходящих газов от Оксида углерода

Исходные данные:

Температура................... 360.00

Концентрация.................. 3.12

Время контакта................ 1.2000

────────────────────────────────────────────────────────────────────────────

Координата, Температура, Концентрация, Степ. прев., Время конт.

доли °С % об. доли с

0.000 360.00 03.123 0.0000 0.0000

0.010 363.46 03.085 0.0122 0.0120

0.120 407.70 02.599 0.1678 0.1440

0.210 453.77 02.093 0.3300 0.2520

0.320 521.75 01.346 0.5692 0.3840

0.420 584.60 00.655 0.7903 0.5040

0.520 628.04 00.178 0.9431 0.6240

0.620 643.15 00.012 0.9963 0.7440

0.692 644.19 00.000 1.0000 0.8310

────────────────────────────────────────────────────────────────────────────

Расчет адиабатического слоя катализатора

Процесс очистки отходящих газов от Бензола

Исходные данные:

Температура................... 360.00

Концентрация.................. 0.26

Время контакта................ 0.0366

────────────────────────────────────────────────────────────────────────────

Координата, Температура, Концентрация, Степ. прев., Время конт.

доли °С % об. доли с

0.000 360.00 00.258 0.0000 0.0000

0.010 362.01 00.256 0.0071 0.0004

0.120 387.14 00.233 0.0955 0.0044

0.210 412.88 00.210 0.1861 0.0077

0.320 452.65 00.174 0.3262 0.0117

0.420 497.73 00.133 0.4849 0.0154

0.520 547.97 00.087 0.6617 0.0190

0.620 592.69 00.047 0.8192 0.0227

0.720 621.52 00.020 0.9207 0.0264

0.820 635.36 00.008 0.9694 0.0300

0.920 640.90 00.003 0.9889 0.0337

1.000 642.68 00.001 0.9951 0.0366

────────────────────────────────────────────────────────────────────────────

Процесс очистки отходящих газов от Бутанола

Исходные данные:

Температура................... 360.00

Концентрация.................. 0.31

Время контакта................ 0.0410

────────────────────────────────────────────────────────────────────────────

Координата, Температура, Концентрация, Степ. прев., Время конт.

доли °С % об. доли с

0.000 360.00 00.313 0.0000 0.0000

0.010 361.84 00.311 0.0065 0.0004

0.120 384.92 00.286 0.0878 0.0049

0.210 408.57 00.259 0.1711 0.0086

0.320 445.44 00.219 0.3010 0.0131

0.420 488.33 00.172 0.4520 0.0172

0.520 538.65 00.116 0.6293 0.0213

0.620 586.72 00.063 0.7986 0.0254

0.720 619.30 00.027 0.9134 0.0295

0.820 634.87 00.010 0.9682 0.0336

0.920 640.82 00.003 0.9892 0.0377

1.000 642.62 00.001 0.9955 0.0410

────────────────────────────────────────────────────────────────────────────

Расчет адиабатического слоя катализатора

Процесс очистки отходящих газов от Фурфурола

Исходные данные:

Температура................... 360.00

Концентрация.................. 0.37

Время контакта................ 0.2130

────────────────────────────────────────────────────────────────────────────

Координата, Температура, Концентрация, Степ. прев., Время конт.

доли °С % об. доли с

0.000 360.00 00.366 0.0000 0.0000

0.010 363.79 00.361 0.0134 0.0021

0.120 410.73 00.301 0.1789 0.0256

0.210 455.86 00.242 0.3379 0.0447

0.320 514.64 00.166 0.5452 0.0682

0.420 562.95 00.104 0.7155 0.0895

0.520 598.67 00.058 0.8414 0.1108

0.620 620.65 00.030 0.9189 0.1321

0.720 632.49 00.014 0.9606 0.1534

0.820 638.38 00.007 0.9814 0.1747

0.920 641.20 00.003 0.9914 0.1960

1.000 642.33 00.002 0.9953 0.2130

────────────────────────────────────────────────────────────────────────────

Расчет адиабатического слоя катализатора

Процесс очистки отходящих газов от Акролеина

Исходные данные:

Температура................... 360.00

Концентрация.................. 0.66

Время контакта................ 3.0950

────────────────────────────────────────────────────────────────────────────

Координата, Температура, Концентрация, Степ. прев., Время конт.

доли °С % об. доли с

0.000 360.00 00.664 0.0000 0.0000

0.010 360.91 00.662 0.0032 0.0310

0.120 371.68 00.637 0.0411 0.3714

0.210 381.72 00.613 0.0764 0.6500

0.320 395.93 00.580 0.1264 0.9904

0.420 411.26 00.544 0.1804 1.2999

0.520 429.74 00.501 0.2454 1.6094

0.620 452.67 00.447 0.3261 1.9189

0.720 482.29 00.378 0.4303 2.2284

0.820 522.68 00.284 0.5724 2.5379

0.920 582.07 00.145 0.7814 2.8474

1.000 642.79 00.003 0.9951 3.0950

────────────────────────────────────────────────────────────────────────────

Таблиця 2 – Підбір параметрів роботи адіабатичного шару для кожного зі складових багатокомпонентної суміші

Варіант компоненту	,% об.	,		Х,частки	, с
СО2	3,123	360	642,98	0,995	0,7400
Бензол	0,258	360	642,68	0,995	0,0360
Бутанол	0,313	360	642,62	0,995	0,0409
Фурфурол	0,366	360	642,33	0,995	0,2130
Акролеїн	0,664	360	642,79	0,995	3,0950

5. Остаточно обираємо варіант з часом контакту к, який гарантує повне окислення всіх токсичних компонентів. З даних таблиці 2 очевидно, що це останній розрахунок по акролеїну. За даними цього варіанту будуємо графіки Т = f(к) та х = f(к) за допомогою MS Office Exel.

© Усі права захищені
написати до нас