Розрахунок реактора - Контрольная работа

В даний час у розвитку хімічної промисловості усе більшого значення набуває удосконалювання апаратури. Нові хімічні апарати мають велику продуктивність, легше обслуговуються завдяки застосуванню автоматики і дозволяють одержувати більш якісну продукцію. Виникнення сучасних хімічних апаратів багато в чому зобовязано появі нових матеріалів (металевих і неметалевих): титанових, цирконієвих, теплостійких і корозийностійких керамічних матеріалів, пластичних мас.По призначенню і принципові дії устаткування підрозділяють на: 1) машини - механізми або їхнє сполучення, що здійснюють визначені доцільні рухи для перетворення енергії або здійснення роботи (компресори, насоси, дробарки, транспортери і т.д.); По областях застосування і масштабам виробництва устаткування поділяють на: 1) універсальне - типове устаткування, використовуване в багатьох виробництвах хімічної промисловості (компресори, насоси, теплообмінники, фільтри, центрифуги і т.д.) - масове виробництво; По ролі в виконанні процесу технологичне обладнання поділяють: 1) основне - машини й апарати, необхідні для проведення хімічних і фізико-хімічних процесів, у результаті яких утворюються цільові продукти. Розміри, форма і конструкція такого устаткування цілком залежать від властивостей матеріалу, що переробляється, умов і часу проведення процесу і продуктивності; За умовами роботи устаткування поділяють на: 1) періодичної дії - устаткування, у якому порція сировини завантажується в апарат, проходить ряд стадій обробки і потім з апарата вивантажуються всі речовини, що утворилися, у період завантаження-вивантаження апарат простоює.Будь-яке устаткування повинне задовольняти де яким технологічним і конструктивним вимогам. Досягається підбором оптимальної конструкції і режиму роботи, що забезпечує максимальну інтенсивність роботи; Забезпечується шляхом правільного вибору конструкції, установкою приладів контролю і регулювання процесу; 4) конструкція апаратів повинна задовольняти вимогам техніки безпеки і промислової санітарії. Розрахунковий термін служби апаратів 10 - 12 років, він може бути збільшений шляхом використання корозійностійких матеріалів, застосування антикорозійних, антіфрікацийних і термостійких покрить і своєчасним ремонтом;Метою розрахунку є визначення розмірів апарата або числа апаратів при відомих розмірах. На основі заданої продуктивності і матеріального балансу процесу розраховують матеріальні потоки вихідних, проміжних і кінцевих речовин. Основні розміри апарата - обєм Ур (м3) або поверхня масо-або теплопередачі F (м2) обчислюють відповідно до норм технологічного режиму (Т, Р, С) за законами кінетики хімічних реакцій, тепло-і масообміну. При розрахунку обєма апаратів необхідно враховувати ступінь заповнення їх реакційним середовищем. Як правило, апарати для проведення жидкофазных процесів заповнюються не цілком з метою запобігання переливів і гідравлічних ударів.На підставі матеріального балансу апарата і закону збереження енергії складають тепловий баланс апарата з урахуванням усіх джерел підведення і відводу енергії.Необхідний для визначення опору апарату протіканню газу або рідини при заданій потужності і розрахованих габаритних розмірах, а також для визначення розмірів і кількості технологічних штуцерів і патрубків.Необхідний для визначення потужності привода пристроїв, які забезпечують перемішування і переміщення.Механічному розрахункові підлягають найбільш відповідальні вузли і деталі апарата, що працюють у самих жорстких умовах під максимальними навантаженнями.У реакторі проводять процес хімічного розчинення твердої речовини "А" у розчиннику "В", узятому в надлишку ? (%) від стехіометрично необхідної кількості. Ступінь розчинення речовини "А" складає Х (%). Скласти: - рівняння реакції, - матеріальний і тепловий баланс для розчинення 1 т речовини "А";Розраховуємо кількість прореагувавших речовин з урахуванням ступеня розчинення: m Fe2O3 = 880 * 0,7 = 616 кг m Cr2O3 = 90 * 0,59 = 53,1 кг Розраховуємо кількість сірчаної кислоти , необхідної для розчинення: по першій реакції: m1 H2SO4 = 616 * 3* 98 / 160 = 1131,9 кг по другій реакції: m2 H2SO4 = 53,1 * 3 * 98 / 152 = 102,7 кг З обліком 25%-го надлишку необхідно подати кислоти: m H2SO4 = 1234,6 * 1,25 = 1543,25 кг Так як використовується 30%-ва кислота, витрата розчину кислоти складе: m р-на H2SO4 = 1543,25 / 0,3 = 5144,2 кг Розраховуємо кількість продуктів, що утворяться в результаті реакції: по першій реакції: m Fe2 (SO4)3 = 616 * 400 / 160 = 1540 кг m1 H2O = 616 * 3 * 18 / 160 = 207,9 кг по другій реакції: m Cr2 (SO4)3 = 53,1 * 392 / 152 = 136,9 кг m2 H2O = 53,1 * 3 * 18 / 152 = 18,87 кгПо довідниках термодинамічних величин знаходимо теплоємнисть і ентальпию речовин [6, 7, 8, 9]. Розраховуємо тепловий ефект реакції: ?НР1 = (?Н Fe2 (SO4)3 3 * ?Н H2O) - (?H Fe2O3 3 * ?H H2SO4) = Так як обидві реакції екзотермічні, то теплоту хімічних реакцій записуємо в прихід. Прихід тепла: 1.Теплота хімічних реакцій Q р. Дані розрахунку зводимо в таблицю. реак

ЗМІСТ

Вступ

1. Теоретична частина

1.1 Класифікація устаткування

1.2 Вимоги до устаткування

1.3 Порядок розрахунку апаратури

1.3.1 Технологічний розрахунок

1.3.2 Тепловий розрахунок

1.3.3 Гідравлічний розрахунок

1.3.4 Енергетичний розрахунок

1.3.5 Механічний розрахунок

2. Практична частина

2.1 Матеріальний баланс

2.2 Розрахунок теплового балансу

2.3 Розрахунок апарата

2.3.1 Розраховуємо кількість сировини на одне завантаження

2.3.2 Розраховуємо обсяг реакційної маси

2.3.3 Обєм апарата

2.4 Розрахунок обичайки

2.5 Розрахунок днища

Список літератури