Оптимизация химического реактора по экологическим и экономическим критериям
Увеличиваем давление до 5 VR(750,5,Xi,1). Даже при базовой температуре в 750К объем реактора становится меньше.
Увеличиваем расход смеси VR(800,1,Xi,2) что приводит к увеличению объема реактора.
Исходя из графика зависимости объема изотермического реактора от температуры, давления, степени превращения и расхода исходной смеси, наименьшим объемом обладает реактор (график 5), имеющий параметры VR(750,5,Хi,1)
График 5 - График зависимости объема реактора от температуры, давления, степени превращения и расхода исходной смеси в изотермическом реакторе
Рассмотрим зависимость себестоимости реактора от степени протекания процесса (график 6).
Видно, что наименьшей себестоимостью обладает изотермический реактор SS(750,5,Хi,1) т.к. при увлечении давления с 1 до 5 от увеличения степени протекания процесса себестоимость реактора постепенно снижается.
Для всех остальных вариантов зависимостей есть минимумы которые дают представление при какой степени превращения будет достигнуто минимальное значение себестоимости.
В зависимости SS(800,1,Xi,1) с повышением температуры минимальное значение себестоимости 0,18 при степени превращения 0,35.
В зависимости SS(750,1,Xi,1) для базовых значениях протекания реакции себестоимость приблизительно равна 0,19 при степени превращения 0,35.
В зависимости SS(750,1,Xi,2) с увеличением расхода исходной смеси себестоимость приблизительно равна 0,33 при степени превращения 0,22 т.е. самый худший вариант.
График 6 - График зависимости себестоимости реактора от температуры, давления, степени превращения и расхода исходной смеси в изотермическом реакторе
Адиабатический реактор.
Такой тип реактора конструктивно проще т.к. в нем отсутствуют теплообменный элементы и вся теплота, которая выделяется или поглощается в результате реакции, расходуется на разогрев или охлаждение реакционной смеси.
Рассмотрим зависимость объема реактора от глубины протекания реакции. При базовых значениях VR(750,1,Xi,1) с увеличением степени превращения объем реактора растет. Объем реактора достигает значения 1 при степени превращения 0,4.
Далее увеличиваем температуру в реакторе VR(800,1,Xi,1), равновесие смещается в сторону исходных веществ, скорость с увеличением температуры возрастает, т.е. объем реактора при малых степенях превращения меньше, при больших - больше. Видно, что при достижении значения степени превращения 0,4 объем реактора резко возрастает.
Увеличиваем давление до 5 VR(750,5,Xi,1). Даже при базовой температуре в 750К объем реактора практически не растет.
Увеличиваем расход смеси VR(800,1,Xi,2) что приводит к резкому увеличению объема реактора.
На графике 7 видно что наименьшим объемом обладает реактор, имеющий параметры VR(750,5,Хi,1)
График 7 - График зависимости объема реактора от температуры, давления, степени превращения и расхода исходной смеси в адиабатическом реакторе
Рассмотрим зависимость себестоимости реактора от степени протекания процесса (график 8).
Видно, что наименьшей себестоимостью обладает адиабатический реактор SS(750,5,Хi,1) т.к. при увлечении давления с 1 до 5, от увеличения степени протекания процесса себестоимость реактора постепенно снижается.
Для всех остальных вариантов зависимостей есть минимумы которые дают представление при какой степени превращения будет достигнуто минимальное значение себестоимости.
В зависимости SS(800,1,Xi,1), при повышении температуры минимальное значение себестоимости 0,15 при степени превращения 0,35. дальше при увеличении степени превращения себестоимость резко возростает.
В зависимости SS(750,1,Xi,1), для базовых значениях протекания реакции минимум себестоимости приблизительно равен 0,18 при степени превращения 0,35.
В зависимости SS(750,1,Xi,2) с увеличением расхода входной смеси минимальная себестоимость приблизительно равна 0,33 при степени превращения 0,31 т.е. самый худший вариант.
График 8 - График зависимости себестоимости реактора от температуры, давления, степени превращения и расхода исходной смеси в адиабатическом реакторе
Еще статьи по экологии
Экологические проблемы озер Беларуси
Конституция Республики Беларусь в совокупности с иными нормативными правовыми актами составляет правовую основу для формирования и реализации государственной политики в области охраны окружающей среды ...
Экологическое состояние и техногенная нагрузка реки Белая
На качество воды в р. Белой ниже г. Белорецка (д/о “Арский
камень”) оказывали влияние сбросы ОАО «Белорецкий металлургический комбинат»
(черная металлургия), завода тракторных рессор и пружи ...
Экологическая обстановка, эколого-природные условия социальной и индивидуальной жизни людей в Алтайском крае
Обеспечение охраны окружающей среды, рационального использования и
воспроизводства природных ресурсов является одним из ключевых общественных
благ, которые формируют основу долгосрочного соц ...