化学反应器大作业VIP专享VIP免费

化学反应器理论大作业二氧化硫转换器最优化班级:化研1612学号:2016200162指导教师:文利雄姓名:闫晓宇化学反应器理论大作业二氧化硫转换器最优化反应方程式：SO2＋1/2O2=SO3（放热反应）四段绝热反应器，级间间接换热，常压下反应。1.基础数据•混合物恒压热容Cp＝0.2549[kcal/kgK]•－ΔH=23135[kcal/kmol]•催化剂堆密度ρb＝554[kg/m3]•进口SO2浓度8.0mol%，O2浓度9.0mol%，其余为氮气•处理量131[kmolSO2/hr]，要求最终转化率98％2..动力学方程式中：3.基本要求•在T－X图上，做出平衡线；至少4条等速率线。•以一维拟均相平推流模型为基础，在催化剂用量最少的前提下，求总的及各段的催化剂装量，进出口温度、转化率并在T－X图上标出折线。1/20－RSO2=keffPO2KPSO2/PSO3(1−ξ2)(√B+(B−1)PSO2/PSO3+√KPSO2/PSO3)2[mol/gcat.sec]keff=7.6915×1018exp(−76062RT)，(420−475oC)keff=1.5128×107exp(−35992RT)，(475−600oC)B=48148exp(−7355.5T)K=2.3×10−8exp(27200RT)ξ=PSO3/(KPPSO2PO212)KP=2.26203×10−5exp(11295.3T)，R=1.987化学反应器理论大作业•程序用C、Fortran、BASIC语言之一编制。4.讨论•要求的最终转化率从98％变化到99％对催化剂用量的影响；•yo2＋ySO2＝21％，SO2进口浓度在7－9％之间变化，对催化剂装量的影响。一．T-X图绘制平衡线与等反应速率线本次大作业计算程序，使用MATlab编程实现。表1.平衡线所需数据温度/K987.51889.21835.22797.47767.96743.32721.81702.40Xe0.050.10.150.20.250.30.350.4684.41667.37650.90634.65618.32601.54583.84564.55542.480.450.50.550.60.650.70.750.80.85515.17475.21475.21463.63449.41430.53400.84373.810.90.950.950.960.970.980.990.995使用matlab导出的数据作平衡线图，如图所示。300400500600700800900100000.20.40.60.81XeXe图1T-X平衡线图2/20化学反应器理论大作业图2.完整范围内的T—X图图中Rso2的适宜反应范围是420~600℃，但在更高的温度范围内也是会有反应的，即使反应曲线在适宜温度范围以外精确度低，或者反应体系发生变化，此图权当得到更加美观、完整的图，以期反映出整个T-X图的趋势。计算数据如下表：3/20化学反应器理论大作业表2等反应速率线数据R=-1.9489E-5R=-1.6923E-05R=-1.4462E-05R=-1.2098E-05R=-9.8175E-06R=-7.5949E-06R=-5.3765E-06R=-3.0059E-06T/℃Xso2T/℃Xso2T/℃Xso2T/℃Xso2T/℃Xso2T/℃Xso2T/℃Xso2T/℃Xso26200.0616200.1556200.2456200.3316200.4116200.4856200.5536200.6166100.0766100.1696100.2596100.3466100.4296100.5056100.5766100.6426000.0896000.1826000.2726000.3606000.4456000.5246000.5986000.6675900.1005900.1935900.2845900.3735900.4595900.5415900.6185900.6915800.1095800.2025800.2945800.3845800.4725800.5575800.6375800.7145700.1165700.2095700.3025700.3935700.4835700.5705700.6545700.7355600.1195600.2135600.3075600.4005600.4925600.5825600.6695600.7545500.1185500.2145500.3095500.4035500.4985500.5915500.6825500.7725400.1125400.2105400.3075400.4045400.5015400.5975400.6925400.7875300.1005300.2005300.3005300.4005300.5005300.6005300.7005300.8005200.0795200.1835200.2875200.3915200.4955200.5995200.7055200.8115100.0485100.1575100.2665100.3755100.4845100.5945100.7065100.8195000.0035000.1195000.2345000.3505000.4675000.5845000.7035000.824490-0.0604900.0644900.1884900.3134900.4394900.5664900.6954900.827480-0.147480-0.0134800.1234800.2604800.3984800.5384800.6804800.826470-0.264470-0.1184700.0314700.1844700.3394700.4964700.6564700.820460-0.981460-0.856460-0.692460-0.494460-0.264460-0.0034600.2924600.632450450-0.555450-0.1934500.337440-0.1774/20化学反应器理论大作业二.四段反应器数据的计算及优化在工业实践中，对于任何化学反应，要保证反应在尽量高的反应速率下进行，即意味着减小反应器的体积，减少设备投资，减少催化剂的填量，即意味着减少操作费用，更快的反应速率对应着更...