Проектирование реакторов для реакций в системе жидкость-газ Классификация

с диспергированием газа в жидкости
1.1. Барботажные реакторы;
1.2. Реакторы пенного

типа;
1.3. Реакторы типа эрлифт;
1.4. Барботажные с механическими мешалками.

2. Реакторы с распылением жидкости в газе
2.1 С механическими и пневматическими форсунками;
2.2 С центробежными дисками;

3. Реакторы, реализующие взаимодействие газа с плёнкой жидкости.
3.1 Плёночные реакторы;
3.2 Насадочные реакторы.

Идеальное вытеснение по газу и жидкости;
- Протекает одна реакция в

жидкой фазе;
- Реактор изотермический;
- Объёмная доля дисперсной фазы (газовая) постоянна.

ϭ- удельная поверхность контакта фаз, м2/м3;
S – площадь сечения реактора, м2;
ε- объёмная доля дисперсной фазы;
yi – концентрация компонента в дисперсной фазе, моль/м3;
хi – концентрация компонента в сплошной фазе, моль/м3;
qC – объёмный расход сплошной фазы, м3/с;
qD - объёмный расход дисперсной фазы, м3/с;

и преобразуем уравнение к следующему виду:
Уравнение материального баланса для дисперсной

фазы (qD=const):

= 0 xi(0) = xio yi(0) = yio;
l = lk xi(lk) = xik yi(lk)

= yik;

yoi, i=1,2,…m, αp - степень превращения компонента р газового сырья

.
Рассчитать: L – высота реактора, xoi, yki, i=1,2,…m.
Порядок расчёта:

1. Задаёмся диаметром реактора и рассчитываем площадь сечения S реактора. В ходе расчёта диаметр будет корректироваться.
2. yoi – известны, задаёмся на первой итерации (j=1) концентрациями компонентов в жидкой фазе на входе в нижнюю часть реактора: xio = x*io . В ходе расчёта эти концентрации будут корректироваться.
3. Задаём длину реактора – L = L*, в ходе расчёта длина будет корректироваться.
4. Интегрируем систему дифференциальных уравнений материального баланса от L = 0 до L=L* численным методом и рассчитываем концентрации компонентов в жидкости и в газе в верхней части реактора, т.е. при l = L* : xik и yik .

они не совпадают с заданной степенью точности, то корректируем состав

жидкости xio и повторяем расчёт с пункта 4. Если совпадают – продолжаем с пункта 6.
6. Рассчитываем степень превращения компонента p (подаётся с газовой фазой в нижнюю часть реактора) в верхней части реактора, зная количество исходного компонента и количество компонента в верхней части реактора в газе и в жидкости – αpрасч.
7. Сравниваем расчётное значение αpрасч с заданным αp. Если нет совпадения с заданной степенью точности, то корректируем длину реактора L и повторяем расчёт с пункта 4. Если совпадение достигнуто, то идём к пункту 8.
8. Проводим гидравлический расчёт реактора и рассчитываем диаметр аппарата d и площадь сечения S. Если полученные значения допустимы, то расчёт закончен. Если значение диаметра неприемлемо, то корректируем диаметр и повторяем расчёт с пункта 2.