HEMISKI Zbirka re{eni zada~i REAKTORI 3

Zada~a 12
Vlijanieto na vremeto na zadr`uvawe vo adijabatski CSTR
vrz izlezniot efekt od reaktorot
Reakcijata A 2B, so elementarna kinetika, se izveduva
vo gasna faza, adijabatski, vo CSTR so volumen V = 50 dm 3 . Vleznata
struja vo reaktorot e na temperatura To = 300 K i se sostoi
od 80% (mol/mol) A i 20% (mol/mol) inerti. Volumenskiot protok
na vlezot vo reaktorot e o = 100 dm 3 /min, a koncentracijata na
A vo nego CAo = 0,5 mol/dm 3 . Da se presmetaat konverzijata i
temperaturata na izlezot od reaktorot. Poznati se i slednive
podatoci:
– specifi~na toplina na A, CP,A = 50 J/(mol K),
– specifi~na toplina na inertite, CP,I = 60 J/(mol K),
– specifi~na toplina na produktot B, CP,B = 40 J/(mol K),
– brzinska konstanta nadesno: k1 6,
567exp(
1023/
T ) (min –1 ), T(K),
– toplina na reakcijata na 300 K: H r 75000
J/mol A ,
– ramnote`na konstanta na 300 K: K = 70000 mol/dm 3 .
Re{enie:
Reakcijata e egzotermna, reaktorot e so poznat volumen,
a negovata rabota e adijabatska. Spored toa, mo`e da se o~ekuva
pove}e od edno re{enie, odnosno pove}e od edna stacionarna
sostojba na reaktorot. Za da go otkrieme brojot na re{enija, potrebno
e simultano da se re{at ravenkata na molskiot bilans,
odnosno ravenkata za dizajn i ravenkata na toplinskiot bilans.
Trgnuvame od ravenkata za dizajn na CSTR. Molskiot bilans
na reaktantot preku konverzija e ravenkata (73):
V X izlez X
. (73)
F r
) ( r
)
174
Ao
( A izlez A
Za da se dobie relacijata XMB(T), potrebno e brzinata na
reakcijata da se izrazi kako funkcija od temperaturata i konverzijata.
Ova se postignuva preku izrazuvawe na molskite koncentracii
kako funkcija od konverzijata i temperaturata, kako