《催化反应工程华东理工大学第七次课-径向流动反应器非均相－返混数学模型及其求解课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《催化反应工程华东理工大学第七次课-径向流动反应器非均相－返混数学模型及其求解课件（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、径向流动反应器 非均相返混数学模型及其求解,优点：新型节能装置、线速度小、流通截面大、床层阻力小,采用非均相返混数学模型原因： 1) 床层中线速度小，宜采用非均相模型考虑内、外扩散影响 2) 床层较薄，流体流速小，应考率返混影响,催化反应工程,非均相返混数学模型,催化床内半径R1，外半径R2，床高L，流体向心流动 假定：径向流体分布均匀，流动中无沟流短路,催化反应工程,对气相进行物料与热量衡算,(1),(2),催化反应工程,由于,催化反应工程,将上述关系式代入式(1)、(2)展开，化简得,(3),(4),催化反应工程,边界条件：,r=R1时,r=R2时,催化反应工程,对固相进行物料与热量衡算,
2、(5),(6),对于氨合成反应,(7),催化反应工程,由于,令比半径,整理式(3)至式(6)得,催化反应工程,(8),催化反应工程,(9),催化反应工程,(10),(11),催化反应工程,边界条件,x=1时,x=0时,催化反应工程,正交配置解,对于方程组式(8)、(9)的边值问题，其解关于x=0对称 取试解,式中ai为待定参数，N为内部配置点的个数， pi-1(x2)是x2的正交多项式,式中d1,d2,dN+1为待定参数,催化反应工程,由式(12)有,写成矩阵形式,催化反应工程,一阶导数、二阶导数由配置点上的函数值的 线性组合表示,(13),催化反应工程,代入式(8)、(9),(14),催化反
3、应工程,(式中j=1,2N),(15),催化反应工程,由边界条件求出yNH3,g(xN+1)和Tg(xN+1),(16),(17),催化反应工程,基础数据,1) 氨合成反应热 (-HR) 2)氨合成反应的平衡常数 Kp 3)氨合成反应速率 4)催化剂颗粒的内表面利用率,催化反应工程,5)外扩散传质系数 kg 与给热系数s 6)沿流动方向物料返混的扩散系数 De 7)沿流动方向热量返混的有效导热系数系数e,催化反应工程,计算框图,催化反应工程,表1 径向合成塔触媒筐结构参数,催化反应工程,表2 合成塔操作数据,催化反应工程,表3 生产实测值与模型计算值,催化反应工程,表4 两种模型计算的两段进出口 氨含量和温度比较,催化反应工程,
