🗊Презентация Химические реакторы

Категория: Химия
Нажмите для полного просмотра!
Химические реакторы, слайд №1Химические реакторы, слайд №2Химические реакторы, слайд №3Химические реакторы, слайд №4Химические реакторы, слайд №5Химические реакторы, слайд №6Химические реакторы, слайд №7Химические реакторы, слайд №8Химические реакторы, слайд №9Химические реакторы, слайд №10Химические реакторы, слайд №11Химические реакторы, слайд №12Химические реакторы, слайд №13Химические реакторы, слайд №14Химические реакторы, слайд №15Химические реакторы, слайд №16Химические реакторы, слайд №17Химические реакторы, слайд №18Химические реакторы, слайд №19Химические реакторы, слайд №20Химические реакторы, слайд №21Химические реакторы, слайд №22Химические реакторы, слайд №23Химические реакторы, слайд №24Химические реакторы, слайд №25Химические реакторы, слайд №26Химические реакторы, слайд №27Химические реакторы, слайд №28Химические реакторы, слайд №29Химические реакторы, слайд №30Химические реакторы, слайд №31Химические реакторы, слайд №32Химические реакторы, слайд №33Химические реакторы, слайд №34Химические реакторы, слайд №35Химические реакторы, слайд №36Химические реакторы, слайд №37Химические реакторы, слайд №38Химические реакторы, слайд №39Химические реакторы, слайд №40Химические реакторы, слайд №41Химические реакторы, слайд №42
Скачать

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Химические реакторы. Доклад-сообщение содержит 42 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1


Химические реакторы Практическое занятие № 2
Описание слайда:
Химические реакторы Практическое занятие № 2

Слайд 2


Энергетический баланс и тепловые расчеты химических процессов Энергетический (тепловой) баланс составляют как при проектировании нового производства, химико-технологического процесса, аппарата, системы, установки, так и для анализа уже существующего.
Описание слайда:
Энергетический баланс и тепловые расчеты химических процессов Энергетический (тепловой) баланс составляют как при проектировании нового производства, химико-технологического процесса, аппарата, системы, установки, так и для анализа уже существующего.

Слайд 3


Энергетический (тепловой) баланс Энергетический (тепловой) баланс составляют на основе закона сохранения энергии, в соответствии с которым в замкнутой системе сумма всех видов энергии постоянна. Обычно в химических процессах закон сохранения энергии формулируется следующим образом: приход тепловой энергии в данной производственной операции равен расходу его в той же операции.
Описание слайда:
Энергетический (тепловой) баланс Энергетический (тепловой) баланс составляют на основе закона сохранения энергии, в соответствии с которым в замкнутой системе сумма всех видов энергии постоянна. Обычно в химических процессах закон сохранения энергии формулируется следующим образом: приход тепловой энергии в данной производственной операции равен расходу его в той же операции.

Слайд 4


Энергетический (тепловой) баланс Тепловой (энергетический) баланс составляют по данным: материального баланса и тепловых эффектов химических реакций (экзо- и эндотермических), и физических превращений (испарения, кристаллизации, адсорбции, абсорбции и т.д.), происходящих в реакторе, с учетом подвода теплоты извне (теплообменник-нагреватель) или отвода теплоты из зоны реакции (теплообменник-холодильник) и отвода ее с продуктами реакции, а также через стенки реактора
Описание слайда:
Энергетический (тепловой) баланс Тепловой (энергетический) баланс составляют по данным: материального баланса и тепловых эффектов химических реакций (экзо- и эндотермических), и физических превращений (испарения, кристаллизации, адсорбции, абсорбции и т.д.), происходящих в реакторе, с учетом подвода теплоты извне (теплообменник-нагреватель) или отвода теплоты из зоны реакции (теплообменник-холодильник) и отвода ее с продуктами реакции, а также через стенки реактора

Слайд 5


Пример: слева - схема химического реактора с теплообменником, справа - схема основных потоков теплового баланса этого реактора
Описание слайда:
Пример: слева - схема химического реактора с теплообменником, справа - схема основных потоков теплового баланса этого реактора

Слайд 6


Тепловой (энергетический) баланс рассчитывают по уравнениям:
Описание слайда:
Тепловой (энергетический) баланс рассчитывают по уравнениям:

Слайд 7


Тепловой (энергетический) баланс Согласно закону сохранения энергии: Q приход = Q расход Значения Q fp (т), Q fp (ж), Q fp (г) вычисляют отдельно для каждого вида поступающего материала Значения Q fr (т), Q fr (ж), Q fr (г) вычисляют отдельно для каждого вида выходящего материала
Описание слайда:
Тепловой (энергетический) баланс Согласно закону сохранения энергии: Q приход = Q расход Значения Q fp (т), Q fp (ж), Q fp (г) вычисляют отдельно для каждого вида поступающего материала Значения Q fr (т), Q fr (ж), Q fr (г) вычисляют отдельно для каждого вида выходящего материала

Слайд 8


Расчет значений Q fp (т), Q fp (ж), Q fp (г) для поступающего материала
Описание слайда:
Расчет значений Q fp (т), Q fp (ж), Q fp (г) для поступающего материала

Слайд 9


Расчет теплоемкости при смеси материалов При смеси материалов рассчитывают теплоемкость смеси по законам аддитивности:
Описание слайда:
Расчет теплоемкости при смеси материалов При смеси материалов рассчитывают теплоемкость смеси по законам аддитивности:

Слайд 10


Расчет теплоемкости для газов Для газов мольные теплоемкости Ср (кДж/кмоль∙К) или объемные теплоемкости (кДж/куб.м∙К) при постоянном давлении можно определить при изменении температуры Т, определенной в градусах Кельвина (К), по эмпирическим уравнениям:
Описание слайда:
Расчет теплоемкости для газов Для газов мольные теплоемкости Ср (кДж/кмоль∙К) или объемные теплоемкости (кДж/куб.м∙К) при постоянном давлении можно определить при изменении температуры Т, определенной в градусах Кельвина (К), по эмпирическим уравнениям:

Слайд 11


Расчет теплоемкости при смеси газов Для газовой смеси расчет теплоемкости проводят, также используя правило аддитивности:
Описание слайда:
Расчет теплоемкости при смеси газов Для газовой смеси расчет теплоемкости проводят, также используя правило аддитивности:

Слайд 12


Расчет теплоты физических процессов Теплоту физических процессов (Qf1, Qf2) рассчитывают для каждого компонента, изменившего фазовое состояние:
Описание слайда:
Расчет теплоты физических процессов Теплоту физических процессов (Qf1, Qf2) рассчитывают для каждого компонента, изменившего фазовое состояние:

Слайд 13


Экзо- и эндотермические физические процессы Физические процессы разделяют на две основные категории: с выделением теплоты: конденсация, кристаллизация, растворение, абсорбция и адсорбция газов (экзотермические) с поглощением теплоты: десорбция газов, плавление, растворение, испарение (эндотермические)
Описание слайда:
Экзо- и эндотермические физические процессы Физические процессы разделяют на две основные категории: с выделением теплоты: конденсация, кристаллизация, растворение, абсорбция и адсорбция газов (экзотермические) с поглощением теплоты: десорбция газов, плавление, растворение, испарение (эндотермические)

Слайд 14


Расчет теплоты химических реакций Qcr Теплоту химических реакций (экзо- и эндотермических) вычисляют по уравнению превращения каждой реакции (основной и побочным):
Описание слайда:
Расчет теплоты химических реакций Qcr Теплоту химических реакций (экзо- и эндотермических) вычисляют по уравнению превращения каждой реакции (основной и побочным):

Слайд 15


расчет удельного теплового эффекта реакции qcr расчет удельного теплового эффекта реакции ведется через изменение энтальпии реакции:
Описание слайда:
расчет удельного теплового эффекта реакции qcr расчет удельного теплового эффекта реакции ведется через изменение энтальпии реакции:

Слайд 16


Расчет количества молей прореагировавшего ключевого компонента А или полученного целевого продукта D для формулы Для непрерывных процессов, протекающих в газовой фазе:
Описание слайда:
Расчет количества молей прореагировавшего ключевого компонента А или полученного целевого продукта D для формулы Для непрерывных процессов, протекающих в газовой фазе:

Слайд 17


Расчет тепловой энергии (Qt0) тепловую энергию всех экзотермических реакций заносят статью «Приход» теплового баланса тепловую энергию всех эндотермических реакций заносят в статью «Расход»
Описание слайда:
Расчет тепловой энергии (Qt0) тепловую энергию всех экзотермических реакций заносят статью «Приход» теплового баланса тепловую энергию всех эндотермических реакций заносят в статью «Расход»

Слайд 18


Расчет тепловой энергии (Qto) Подвод тепловой энергии в реактор или отвод теплоты из реактора (Qto) можно рассчитать по потере теплосодержания теплоносителя (например, греющей воды)
Описание слайда:
Расчет тепловой энергии (Qto) Подвод тепловой энергии в реактор или отвод теплоты из реактора (Qto) можно рассчитать по потере теплосодержания теплоносителя (например, греющей воды)

Слайд 19


Расчет тепловой энергии (Qto) Расчет можно произвести по уравнению теплопередачи через греющую или охлаждающую стенку для непрерывных процессов:
Описание слайда:
Расчет тепловой энергии (Qto) Расчет можно произвести по уравнению теплопередачи через греющую или охлаждающую стенку для непрерывных процессов:

Слайд 20


Расчет потерь теплоты в окружающую среду Qp Потери теплоты в окружающую среду (Qp) принимаются равными 3-5% от известной статьи теплового баланса, их всегда заносят в расходную часть баланса и рассчитываются согласно уравнению:
Описание слайда:
Расчет потерь теплоты в окружающую среду Qp Потери теплоты в окружающую среду (Qp) принимаются равными 3-5% от известной статьи теплового баланса, их всегда заносят в расходную часть баланса и рассчитываются согласно уравнению:

Слайд 21


Допуски при расчете теплового (энергетического) баланса В расчетах теплового баланса все газы и растворы предполагаются идеальными Для аппаратов непрерывного действия тепловой баланс составляют на единицу времени, а для аппаратов периодического действия – на время цикла обработки
Описание слайда:
Допуски при расчете теплового (энергетического) баланса В расчетах теплового баланса все газы и растворы предполагаются идеальными Для аппаратов непрерывного действия тепловой баланс составляют на единицу времени, а для аппаратов периодического действия – на время цикла обработки

Слайд 22


Из теплового баланса и энергетических расчетов можно рассчитать: Из теплового баланса и энергетических расчетов можно рассчитать: начальные концентрации ключевого реагента, степень превращения, поверхность теплопередачи, температуру в реакторе и исходной смеси на входе в реактор, расход газовой смеси и т.д.
Описание слайда:
Из теплового баланса и энергетических расчетов можно рассчитать: Из теплового баланса и энергетических расчетов можно рассчитать: начальные концентрации ключевого реагента, степень превращения, поверхность теплопередачи, температуру в реакторе и исходной смеси на входе в реактор, расход газовой смеси и т.д.

Слайд 23


Пример расчета Дано: В смеситель поступает природный газ (V1, куб.м/ч) состава СН4 – 98 об.%; N2 -2 об.% и водяной пар, при этом соотношение исходных концентраций ZNСН4/ZNН2О составляет 1/2, затем паро-газовая смесь (СН4+N2+Н2О) направляется в каталитический реактор, где протекает реакция конверсии метана с водяным паром по реакции 1 (эндотермическая):
Описание слайда:
Пример расчета Дано: В смеситель поступает природный газ (V1, куб.м/ч) состава СН4 – 98 об.%; N2 -2 об.% и водяной пар, при этом соотношение исходных концентраций ZNСН4/ZNН2О составляет 1/2, затем паро-газовая смесь (СН4+N2+Н2О) направляется в каталитический реактор, где протекает реакция конверсии метана с водяным паром по реакции 1 (эндотермическая):

Слайд 24


Дано: Так как реакция конверсии метана эндотермическая, то для поддержания температурного режима в реактор подают теплоноситель, получаемый сжиганием природного газа кислородом воздуха в печи по реакции 2 (экзотермическая)
Описание слайда:
Дано: Так как реакция конверсии метана эндотермическая, то для поддержания температурного режима в реактор подают теплоноситель, получаемый сжиганием природного газа кислородом воздуха в печи по реакции 2 (экзотермическая)

Слайд 25


Задание: Составить тепловой баланс реактора и рассчитать зависимость температуры газовой смеси на выходе из реактора (Т2) от степени конверсии (Х): Т2=f(X) Дополнительные данные для расчета: Х - степень конверсии метана с водяным паром (Х= 0,5-0,9); Степень окисления метана кислородом воздуха в печи равна 1; Кислород взят в соответствии со стехиометрией реакции (2);
Описание слайда:
Задание: Составить тепловой баланс реактора и рассчитать зависимость температуры газовой смеси на выходе из реактора (Т2) от степени конверсии (Х): Т2=f(X) Дополнительные данные для расчета: Х - степень конверсии метана с водяным паром (Х= 0,5-0,9); Степень окисления метана кислородом воздуха в печи равна 1; Кислород взят в соответствии со стехиометрией реакции (2);

Слайд 26


Дополнительные данные для расчета: Т1 – температура газовой смеси на входе в реактор (Т1 = 50-250°С); V1 - расход природного газа, направленный в реактор на конверсию с водяным паром (V1 = 10000 - 60000 куб.м /ч); V2 – расход сжигаемого природного газа в печи (V2 = 15000-80000 куб.м /ч) Изменение энтальпии реакций 1 и 2: ΔH1 = 206 000 кДж; ΔH2 = -805 000 кДж.
Описание слайда:
Дополнительные данные для расчета: Т1 – температура газовой смеси на входе в реактор (Т1 = 50-250°С); V1 - расход природного газа, направленный в реактор на конверсию с водяным паром (V1 = 10000 - 60000 куб.м /ч); V2 – расход сжигаемого природного газа в печи (V2 = 15000-80000 куб.м /ч) Изменение энтальпии реакций 1 и 2: ΔH1 = 206 000 кДж; ΔH2 = -805 000 кДж.

Слайд 27


Дополнительные данные для расчета: Изменением объема газовой смеси и теплоемкости в результате протекания реакции конверсии пренебречь. Средние теплоемкости исходной и проконвертированной газовой смеси равны: 2,34 кДж/(куб.м × градус). Удельные тепловые потери в реакторе конверсии составляют 3% от тепловой энергии, приносимой газовой смесью в реактор; Тепловые потери в печи сжигания составляют 5% от энергии, выделяющейся от сжигания природного газа.
Описание слайда:
Дополнительные данные для расчета: Изменением объема газовой смеси и теплоемкости в результате протекания реакции конверсии пренебречь. Средние теплоемкости исходной и проконвертированной газовой смеси равны: 2,34 кДж/(куб.м × градус). Удельные тепловые потери в реакторе конверсии составляют 3% от тепловой энергии, приносимой газовой смесью в реактор; Тепловые потери в печи сжигания составляют 5% от энергии, выделяющейся от сжигания природного газа.

Слайд 28


Решение. Химико-технологическая схема (ХТС)
Описание слайда:
Решение. Химико-технологическая схема (ХТС)

Слайд 29


Схема основных потоков теплового баланса
Описание слайда:
Схема основных потоков теплового баланса

Слайд 30


Составление теплового баланса В статью «Приход» теплового баланса записываем все тепловые потоки, приносящие энергию в реактор:
Описание слайда:
Составление теплового баланса В статью «Приход» теплового баланса записываем все тепловые потоки, приносящие энергию в реактор:

Слайд 31


Расчет QfP – теплоты физического прихода теплота физического прихода QfP – это поток тепловой энергии, которую приносит с собой нагретая до температуры Т1 исходная газовая смесь после смесителя 2,96 – коэффициент, устанавливающий связь между исходной смесью и смесью после смешения
Описание слайда:
Расчет QfP – теплоты физического прихода теплота физического прихода QfP – это поток тепловой энергии, которую приносит с собой нагретая до температуры Т1 исходная газовая смесь после смесителя 2,96 – коэффициент, устанавливающий связь между исходной смесью и смесью после смешения

Слайд 32


Расчет ведется исходя из условий задачи, согласно которой: природный газ и водяной пар поступают в смеситель в количествах: Расчет ведется исходя из условий задачи, согласно которой: природный газ и водяной пар поступают в смеситель в количествах: 1 часть природного газа (0,98 СH4 + 0,02 N2) + 1,96 частей водяного пара (водяной пар находим из соотношения ZNСН4/ZNН2О = 1/2 количества СH4 (0,98), соответственно, количество водяного пара составляет 2*0,98=1,96. Природный газ и водяной пар поступают в смеситель суммарно в количестве: 1 + 1,96 =2,96 частей
Описание слайда:
Расчет ведется исходя из условий задачи, согласно которой: природный газ и водяной пар поступают в смеситель в количествах: Расчет ведется исходя из условий задачи, согласно которой: природный газ и водяной пар поступают в смеситель в количествах: 1 часть природного газа (0,98 СH4 + 0,02 N2) + 1,96 частей водяного пара (водяной пар находим из соотношения ZNСН4/ZNН2О = 1/2 количества СH4 (0,98), соответственно, количество водяного пара составляет 2*0,98=1,96. Природный газ и водяной пар поступают в смеситель суммарно в количестве: 1 + 1,96 =2,96 частей

Слайд 33


Количество природного газа и водяного пара, поступающих в смеситель
Описание слайда:
Количество природного газа и водяного пара, поступающих в смеситель

Слайд 34


Расчет теплоты химической реакции 2 (экзотермической) Q2CR Теплота химической реакции Q2CR - это поток тепловой энергии, которую приносит в реактор теплоноситель (продукты сжигания природного газа), с учетом потерь 5%
Описание слайда:
Расчет теплоты химической реакции 2 (экзотермической) Q2CR Теплота химической реакции Q2CR - это поток тепловой энергии, которую приносит в реактор теплоноситель (продукты сжигания природного газа), с учетом потерь 5%

Слайд 35


Расчет Qfr – теплоты физического расхода Теплота физического расхода Qfr – это поток тепловой энергии, которую уносит из реактора реакционная смесь, нагретая до температуры Т2
Описание слайда:
Расчет Qfr – теплоты физического расхода Теплота физического расхода Qfr – это поток тепловой энергии, которую уносит из реактора реакционная смесь, нагретая до температуры Т2

Слайд 36


Расчет теплоты химической реакции 1 (эндотермической) Q1CR Теплота химической реакции Q1CR - это поток тепловой энергии, затрачиваемый на конверсии метана с учетом изменения концентрации метана после смесителя
Описание слайда:
Расчет теплоты химической реакции 1 (эндотермической) Q1CR Теплота химической реакции Q1CR - это поток тепловой энергии, затрачиваемый на конверсии метана с учетом изменения концентрации метана после смесителя

Слайд 37


Расчет потерь тепловой энергии Qp
Описание слайда:
Расчет потерь тепловой энергии Qp

Слайд 38


Расчет: Расчет начинаем со средних значений параметров задания: подставляем в статьи теплового баланса средние значения из рекомендованных интервалов изменения параметров в условии задачи: Рассчитываем «приход»
Описание слайда:
Расчет: Расчет начинаем со средних значений параметров задания: подставляем в статьи теплового баланса средние значения из рекомендованных интервалов изменения параметров в условии задачи: Рассчитываем «приход»

Слайд 39


Расчет: Рассчитываем «расход»
Описание слайда:
Расчет: Рассчитываем «расход»

Слайд 40


Расчет по скорректированным значениям Т1 и V2 Для второго расчета принимаем степень конверсии метана Х=0,7
Описание слайда:
Расчет по скорректированным значениям Т1 и V2 Для второго расчета принимаем степень конверсии метана Х=0,7

Слайд 41


Для третьего расчета принимаем степень конверсии метана Х=0,9 Для третьего расчета принимаем степень конверсии метана Х=0,9
Описание слайда:
Для третьего расчета принимаем степень конверсии метана Х=0,9 Для третьего расчета принимаем степень конверсии метана Х=0,9

Слайд 42


Вывод: Температура проконвертированной газовой смеси на выходе из реактора (Т2) изменяется от 851°С до 1370°С. Так как реакция конверсии метана с водяным паром эндотермическая, то с увеличением степени конверсии температур реакционной смеси на выходе из реактора уменьшается. Из теплового баланса следует, что «приходная» часть баланса не изменяется, а в «расходной» части Qcr1 возрастает. Для выполнения условия Qприхода = Qрасхода должна уменьшаться теплота физического расхода Qfr.
Описание слайда:
Вывод: Температура проконвертированной газовой смеси на выходе из реактора (Т2) изменяется от 851°С до 1370°С. Так как реакция конверсии метана с водяным паром эндотермическая, то с увеличением степени конверсии температур реакционной смеси на выходе из реактора уменьшается. Из теплового баланса следует, что «приходная» часть баланса не изменяется, а в «расходной» части Qcr1 возрастает. Для выполнения условия Qприхода = Qрасхода должна уменьшаться теплота физического расхода Qfr.

Скачать

Похожие презентации
Mypresentation.ru
Загрузить презентацию