Главная > Разное > Газожидкостные реакторы
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

18. Массообмен в змеевиковых реакторах и оценка их эффективности

Условия массообмена в змеевиковом реакторе переменны по пути газожидкостного потока вследствие изменения его структуры при чередовании восходящего и нисходящего течений. Задача расчета массопередачи в таких реакторах осложняется тем, что этот процесс раздельно в калачах и в нисходящем потоке никем не изучался (судя по известным нам литературным источникам). Были проведены исследования только на одной модели змеевикового реактора, выполненной из пяти труб диаметром 50 мм и высотой 2,5 м. Изучался процесс окисления сульфита натрия кислородом воздуха при . В результате этих исследований совокупные условия массообмена в восходящем и нисходящем потоке и в калачах были описаны одним уравнением

Сопоставление этих опытных данных и данных, приведенных в п. 14, показывает, что в обоих случаях порядок коэффициентов один и тот же.

Из всех рассмотренных барботажных аппаратов змеевиковый реактор имеет наибольшее сопротивление, которое увеличивается с повышением скоростей газа и жидкости. Поэтому выбор оптимальных скоростей потоков имеет важное значение.

Затрагивая здесь вопрос об оптимизации химической аппаратуры, к сожалению приходится констатировать, что ее методология еще не разработана и пока приходится ориентироваться на два оценочных критерия.

1. Критерий эффективности аппарата представляющий собой отношение массы вещества перерабатываемого или получаемого за единицу времени в объеме аппарата к затраченной на это мощности Этот критерий косвенно отражает роль аппарата в оценке себестоимости продукции.

2. Критерий надежности, который нельзя представить в виде простого математического выражения, поскольку он охватывает ряд качественных характеристик аппарата (безотказность, работоспособность, долговечность, ремонтопригодность и т. п.). Основной признак надежности аппарата — простота его конструкции. С этой точки зрения при выборе газожидкостных реакторов следует отдать предпочтение аппаратам барботажных типов как не имеющим сложных перемешивающих устройств, приводов и узлов герметизации валов.

Решающую роль в выборе аппарата играет критерий эффективности.

Для оценки кинетики химического превращения при контактировании газа с жидкостью в аппаратах различных конструкций наиболее удобно сульфитное число определяющее количество кислорода, прореагировавшего в единице объема жидкости. Если сульфитное число отнести к полному объему аппарата, то за аналог критерия эффективности можно принять На этот критерий, очевидно, и следует ориентироваться при исследовании и разработке новой аппаратуры для проведения реакций в системах газ—жидкость.

Применительно к исследованному барботажному змеевиковому реактору сульфитное число в соответствии с уравнением.

Рис. 64. Зависимость, критерия эффективности от скоростей жидкости и газа:

Мощность, затрачиваемая на транспортировку газа и жидкости,

где сопротивление аппарата, которое можно рассчитать уравнению

На рис. 64 представлена зависимость от скоростей газа и жидкости, показывающая, что оптимальный режим работы аппарата соответствует скорости газа

Здесь следует отметить, что приведенный способ оценки оптимальности режима целесообразен только тогда, когда по технологическим условиям процесса не требуется повышенное давление. В противном случае общее сопротивление аппарата, а следовательно, и мощность, затрачиваемая на транспортирование газа и жидкости, существенной роли не играет.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление