7. Dynamké hvání hmgenníh reakrů Zahájení čnns reakru ( najíždění, sar-up) Odsavení reakru Regulační zásahy př udržvání předepsanéh režmu N 0 dn d dt d j jrv VR Fj Fj = jrv VR Fj X j 0, n j n j, T T ( r ) V ( j, ) R ( m ) pm ( ) N H r X T V T T S F T T ( n ) p
Dsažení usálenéh savu může bý prvázen ěm jevy: slavní hvání reakru přeskkem d jnéh usálenéh savu (nesabla usálenéh savu přesupením maxmální dvlené eply (laku)
Příklad nalýza dynamkéh hvání zermníh CSTR dn d V n F V. V R F, n V. r d V V V V k d d k d VR V 0, R R R V reake. řádu, knsaní bjem reakru knsaní bjemvý průk
k k k n ) ( )exp ( ) (,, 0 ( ) exp ( ) n k k, () s k k s ) ( exp ) (,
Čas přebný k dsažení usálenéh savu ( s) 0,99, s s ( ln k, s ) 0,99 ln k s s,, s ln00 k 4,6 k Pmalá reake ( k ) s 4,6 Ryhlá reake ( k ) 4, 6 s k
Příklad: Dynamké hvání nezermníh CSTR Exermní kysele kaalyzvaná hydraae 2,3-epxy--prpanlu (OM) je prváděna v průčném deálně míhaném reakru. Ryhls reake je ppsána rvní E rm ml kg s RT E 73,392 kj / ml a 9 a 85.8 0 exp OM (.. ) H... knenrae H ( ml / kg) H OM... knenrae OM ( ml / kg) ) Frmuluje maemaký mdel nesermníh CSTR za předpkladu, že vdný rzk OM a rzk kyselny sírvé (kaalyzár) jsu přváděny d reakru v ddělenýh vsupníh prudeh. Předpkládeje knsaní bjem reakční směs a elkvý k reakční směs reakrem. V enalpké blan uvažuje epelnu kapau sěn reakru. B) Vypčěe závsls knenrae OM a eply na čase př najíždění reakru pr y 3 suae:. Rear je na pčáku naplněn rzkem kyselny sírvé knenra sejné, jak ve vsupním prudu. 2. Reakr je naplněn rzkem OM knenra sejné, jak ve vsupním prudu. 3. Reakr je naplněn vdu. Leraura Vleeshhuwer P.H.M e al, Transen Behavr f a Chemally Reang Sysem n a CSTR, ICHE Jurnal 34 (988) 736-739.
Řešení ) Blanční rvne pr OM (), H 2 O (2) a glyerl (3). d mr rm mr G,,2,3 d (a-) Blane kyselny sírvé () d m G d R (2) Kyselna sírvé dssuje ve vdném prsředí pdle rvn H H2SO 4 H HSO 4 K HSO H + SO K 2 4 4 2 HSO4 H2SO4 H 2 SO4 HSO4 (3a) (3b) Knenrae H + se ak vypče za předpkladu kamžéh usavení nvé rvnváhy v rzku na základě výše uvedenýh rvnvážnýh vzahů: 3 H K ( K ) 2K 0 2 H 2 H 2 (4) Enalpká blane dt mrc p msc ps ( H r ) rm mr GC p T T S( Tm T) d (5)
Daa Hmns reakční směs mr 0, 3 kg Dssační 3004,9 knsana K 2 ln K2 2, 48 T Hmnsní k 3 G,84 0 kg.s Tepelná Cp 2, 65 0 J.kg. K kapaa směs Vsupní knenrae OM 8,6 ml.kg Tepelná mc s ps 40 J.K kapaa sěn reakru x hmns Vsupní knenrae 0,5 ml.kg Kefen S 32,7 W.K prsupu epla x plha Vsupní epla T 295, 7 K Tepla T 298,5 K Dssační knsana K 96, 4 ln K 8, 6837 T hladva Reakční enalpe m 3 87,7 kj.ml H r
Výsledky Řešení v hena Vsual Sud 2.3 Oslavní průběh epl
Řešení B). 450 4.5 400 4.0 350 3.5 300 3.0 T [K] 250 200 2.5 2.0, H+ [ml/kg] 50.5 00.0 50 0.5 0 0.0 0 500 000 500 2000 2500 3000 3500 4000 [s]
Řešení B)2. 500 4.5 450 4.0 400 3.5 T [K] 350 300 250 200 50 00 3.0 2.5 2.0.5.0, H+ [ml/kg] 50 0.5 0 0.0 0 500 000 500 2000 2500 3000 3500 4000 [s]
Řešení B)3. 450 4.5 400 4.0 350 3.5 300 3.0 T [K] 250 200 2.5 2.0, H+ [ml/kg] 50.5 00.0 50 0.5 0 0.0 0 500 000 500 2000 2500 3000 3500 4000 [s]
Řešení s nenzvnějším hlazením, S 46,6 W.K 335 4.5 330 4.0 325 3.5 320 3.0 T [K] 35 30 2.5 2.0, H+ [ml/kg] 305.5 300.0 295 0.5 290 0.0 0 500 000 500 2000 2500 3000 3500 4000 [s]
Dynamké hvání saníh hmgenníh reakrů Kaskáda deálně míhanýh reakrů (výrba plymerů) Reakr s písvým kem