Bài giảng Kỹ thuật phản ứng: Chương 3 - Vũ Bá Minh

Bài giảng Kỹ thuật phản ứng: Chương 3 - Phương trình thiết kế, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Cân bằng vật chất và năng lượng tổng quát; các dạng bình phản ứng khuấy trộn; thiết bị phản ứng khuấy trộn lý tưởng; thiết bị phản ứng dạng ống lý tưởng;...Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kỹ thuật phản ứng: Chương 3 - Vũ Bá Minh8/24/2017 Chuong 3 - Phuong trinh thiet ke 13.1. Caân baèng vaät chaát & naêng löôïng toång quaùt1. Cân bằng vật chất cho một phân tố thể tích(Lượng tác chất nhập vào) - (Lượng tác chất ra khỏi) - (Lượng tác chất phản ứng) = Lượng tác chất tích tụ (biến đổi) PHAÛN ÖÙNG PHAÂN TOÁ VAØO THEÅ TÍCH RA (TÍCH TUÏ)8/24/2017 O.Levenspiel, Chemical_reaction_engineering, 3rd edition2 Chuong 3 - Phuong trinh thiet ke2. Caân baèng naêng löôïng(Năng lượng các dòng nhập vào) -(Năng lượng các dòng ra khỏi) -(Năng lượng trao đổi với môi trường ngòai)= (Năng lượng tích tụ (biến đổi)) TRAO ÑOÅI PHAÂN TOÁ VAØO THEÅ TÍCH RA (TÍCH TUÏ)8/24/2017 Chuong 3 - Phuong trinh thiet ke 3Các dạng bình phản ứng khuấy trộn8/24/2017 Chuong 3 - Phuong trinh thiet ke 4Các dạng bình phản ứng khuấy trộn8/24/2017 Chuong 3 - Phuong trinh thiet ke 53.2. Thieát bò phaûn öùng khuaáy troän lyù töôûng1. Hoaït ñoäng oån ñònh Vôùi: XA0 , XAf laø ñoä chuyeån hoùa cuûa doøng nhaäp lieäu vaø doøng saûn phaåm v laø löu löôïng cuûa doøng nhaäp lieäu, m3/s O.Levenspiel, Chemical_reaction_engineering, 3rd edition8/24/2017 Chuong 3 - Phuong trinh thiet ke 63.2. Thieát bò phaûn öùng khuaáy troän lyù töôûng1. Hoaït ñoäng oån ñònh FA0 ( 1  X A0 )t  FA0 ( 1  X Af )t    rAf  V. t  0 V V X Af  X A0 hay   (3.3) FA0  . CA0 (  rAf ) V  : Thoi gian the tich  V V 1 X  X A0 C (X  X A0 )    Af    A0 Af FA0  . CA0 CA0 (  rAf ) (  rAf )  Vôùi: XA0 , XAf laø ñoä chuyeån hoùa cuûa doøng nhaäp lieäu vaø doøng saûn phaåm  v laø löu löôïng cuûa doøng nhaäp lieäu, m3/s 8/24/2017 Chuong 3 - Phuong trinh thiet ke 73.2. Thieát bò phaûn öùng khuaáy troän lyù töôûng O.Levenspiel, Chemical_reaction_engineering, 3rd edition8/24/2017 Chuong 3 - Phuong trinh thiet ke 8Xaùc ñònh nhieät ñoä cuûa doøng saûn phaåm ñeå tính vaäntoác phaûn öùng – caân baèng nhieät löôïng m t (T0  Tf ) Cp  (XAf  X A0 )H r FA0  KS(Tn  Tf )  0 hay m t (T0  Tf ). Cp  (  rA ). V. H r  K.S.(T  Tf )  0 n mt : suaát löôïng doøng nhaäp lieäu, kg/s Cp : nhieät dung rieâng doøng nhaäp lieäu (saûn phaåm), J/kg.0C ΔHr: nhieät phaûn öùng, J/mol K : heä soá truyeàn nhieät, W/m2.0C S : dieän tích beà maët truyeàn nhieät, m2 8/24/2017 Chuong 3 - Phuong trinh thiet ke 9Thí duï 3.1: Xaùc ñònh löu löôïng moãi doøng nhaäp lieäu Phaûn öùng thuaän nghòch pha loûng sô ñaúng A + B = R + S vôùi k1= 7 l/mol.ph , k2 = 3 l/mol.ph V = 120 lít Hai doøng nhaäp lieäu rieâng bieät coù löu löôïng baèng nhau:  Doøng coù noàng ñoä 2,8 mol A/ lít  Doøng coù noàng ñoä 1,6 mol B/ lít Ñoä chuyeån hoùa cuûa taùc chaát giôùi haïn ñaït 75% V=120lite O.Levenspiel, Chemical_reaction_engineering, 3rd edition 8/24/2017 Chuong 3 - Phuong trinh thiet ke 10Thí duï 3.2: Xaùc ñònh phöông trình vaän toác cho phaûnöùng phaân huûy pha khí A → R + S xaûy ra ñaúng nhieättrong bình khuaáy troän hoïat ñoäng oån ñònh Soá TN 1 2 3 4 5 τ =V/v ph 0,423 5,10 13,5 44,0 192 XA (vôùi CA0 0,22 0,63 0,75 0,88 0,96 =0,002 mol/l 8/24/2017 Chuong 3 - Phuong trinh thiet ke 11 CA o X ATừ (3.3) suy ra vận tốc phản ứng: (rA ) kết quả được trình bày ở bảng 3.1 dưới đây.  Thí V 1- X A CAo X A nghiệm  = ,ph XA = (-r ...