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1、word化学反响器理论大作业二氧化硫转化器最优化学 院： 化学工程学院 班 级：化研1108学 号：2011200126 姓 名： 马树刚 / 二氧化硫转化器的最优化题目背景：SO21/2O2=SO3，四段绝热反响器，级间间接换热。1. 根底数据：混合物恒压热容 Cp0.2549kcal/kgKH =23135kcal/kmol床层空隙率 b554kg/m3进口SO2浓度8.0%，O2浓度9.0%，其余为氮气。处理量131kmolSO2/hr，要求最终转化率98。2. 动力学方程：式中：3. 根本要求：(1)在TX图上，做出平衡线，至少4条等速率线；(2)以一维拟均相平推流模型为根底，在催化剂
2、用量最少的前提下，总的与各段的催化剂装量；进出口温度、转化率；并在T-X图上标出折线；(3)程序用C，Fortran，BASIC语言之一编制；4. 讨论：(1)要求的最终转化率从97变化到99对催化剂用量的影响；(2)如果有关系：YO2YSO221，SO2进口浓度在79之间变化，对催化剂装量的影响。5. 选做：对优化结果进展校核。算法简介与计算程序和结果1. 解题思路第一段入口和最后一段出口的转化率；第一段入口反响物浓度，各物性参数；段与段间采用间接冷却。可改变的参数为各段的入口温度；段与段之间的转化X1in T1inX1out T1out第一段第二段第三段第四段X2in T2inX2out
3、T2outX3in T3inX3out T3outX4in T4inX4out T4out率。图2.1 反响流程图由上述反响流程图分析可知：根据的入口组成，设定入口温度，根据反响速率对入口温度所求偏导数在这一段内对组成的积分为零可以求得此段出口转化率和出口温度，即得到下一段的入口转化率，又根据前一段的出口速率等于后一段的入口速率，可以求得下一段的入口温度；这样又可以计算下一段的出口情况。这样反复计算直至求出最后的出口情况。判断此出口情况是否满足题给条件转化率达到98%，假如不满足条件，如此应重新假设再进展计算。这样反复寻优直至满足条件。计算公式如下：第一段： 第一、二段之间：第二段： 第二、三
4、段之间：第三段： 第三、四段之间：第四段： 其中：为绝热温升2. 计算程序和结果平衡线与等速率线的计算程序：利用反响速度表达式，代入不同的速度值来确定不同温度下的转化率，从而求取等速率线和平衡线速度等于0。程序如下：#include math.h#include stdio.h#include iostream.h#include stdlib.hconst double R=1.987;void strcopy(char *str1,char *str2)for(int i=0; i=693.15 & t=748.15 & t=873.15) keff = 1.5128*pow(10,7)*
5、exp(-35992 / (R*t); k = 2.3*pow(10,-8)*exp(27200/(R*t); y1 = (0.09-0.04*x) / (1-0.04*x) * (0.08-0.08*x) / (1-0.04*x) / (0.08*x / (1-0.04*x); y2 = (0.08*x / (1-0.04*x) / (0.08-0.08*x) / (1-0.04*x) * sqrt(0.09-0.04*x) / (1-0.04*x) * 2.26203*pow(10,-5)*exp(11295.3 / t); B = 48148*exp(-7355.5 / t); y3 =
6、 sqrt(B+(B-1)*(1-x) / x) + sqrt(k*(1-x) / x); y = keff*k*y1*(1-y2*y2) / (y3*y3); return y; void main() double x,t,d; double r0=0,step=0.0001; FILE *fp; char filename6; for(int i=0; i=1) goto next;d=fabs(pow(10,5)*rate(x,t) - pow(10,5)*r0);while(d0.001);switch(i)case 0:strcopy(filename,data0);break;c
7、ase 1:strcopy(filename,data1);break;case 2:strcopy(filename,data2);break;case 3:strcopy(filename,data3);break;case 4:strcopy(filename,data4);break;default:strcopy(filename,data5);fp=fopen(filename,a);if (x-0.0001)1) printf(Xso2= %f T= %fn,x-0.0001,t); fprintf(fp,%f %fn,x-0.0001,t); fclose(fp);next:
8、t+=5; while(t0?x:(-x); double r(double x,double t) double y,y1,y2,y3,keff,k,b; if(t=693.15 & t=748.15 & t873.15) xout = x1; goto end; sum = sum + h*( fun1(x1,t1) + fun1(x2,t2) / 20; x1=x2; while(sum0); xout = x1-h/10;end: return(xout); double wjifen(double xin,double xou,double tin) double x1=xin,x2,t1,t2,sum=0.0,wcat; do t1=t(tin,xin,x1); x2=x1+h; t2=t(tin,xin,x2); sum = sum + (1/r(x1,t1) + 1/r(x2,t2)*h / 2000; x1=x2; while(x2=xou); wcat = sum*131*1000/3600; return(wcat); void main() double xout,tout,x0=0.0001,t0,t00=720,t1,wsum=0.0,wcat; double xou5
