Зобразити схему одноконтурного регулювання хімічним реактором напівперіодичної дії на вибрати комплекс тза.
Хімічний реактор є основним апаратом технологічної схеми одержання практично будь-якогохімічного продукту.
Швидкість хімічної реакції визначається рівнянням кінетики та взаємодії гідродинамічних, масообмінних і теплових процесів у реакторі, від яких залежить концентрація нового продукту таумови протікання реакції, У свою чергу, хімічне перетворення в реакторі приводить до змінитеплових і гідродинамічних процесів. Реактори мають внутрішні зворотні зв'язки, які можутьпризводити до виникнення нестійких режимів, автоколивань параметрів процесу, зміни якостіодержуваної, речовини тощо. Ці характерні особливості реакторних процесів необхідно враховуватив процесі їх автоматизації. Задачі керування безперервними та періодичними реакторами значно відрізняються. Дляперших характерні задачі стабілізації параметрів на заданих значеннях, а для других - проведенняпроцесу за заданою програмою. За динамічними характеристиками хімічні реактори дуже різні: в одних процеси протікаютьдосить швидко(наприклад, синтез аміаку, полімеризація етилену під високим тиском), для яких сталі часу можуть дорівнювати від одиниць до десятків секунд; інші реактори досить інерційні, а їх сталі часу вже становлять до десятків хвилин. Істотною особливістю хімічних реакторів є значна нелінійність характеристик, що ускладнює їх автоматизацію. Показником ефективності процесу хімічного перетворення є одержання нового продукту іззаданою концентрацією, Мета керування - забезпечити цей показник на заданому рівні. На процес реакції істотно впливають різні збурюючі фактори, які призводять до того, щошвидкість, властива хімічній реакції, не завжди визнзчає швидкість перетворення реагуючих речовин. Такі фізичні явища, як теплообмін, перенесення маси, рух потоків і їх взаємнеперемішування істотно впливають на технологічний процес. До сильних збурюючих факторів насамперед належать температура, тиск і концентрації початкових речовин. Хімічні процеси завжди супроводжуються виділенням або поглинанням теплоти. Тепловий ефект процесу може значно змінити температуру реакційного об'єму і, як наслідок, швидкість другорядних реакцій.
Тиск відіграє значну роль для швидкості хімічних процесів, які протікають за участю газу або парів. Температуру та тиск завжди можна стабілізувати шляхом впливу на витрату відповідно холодоносія чи газу. Концентрації реагуючих речовин стабілізувати неможливо, тому що вони створюють сильні збурення. Крім розглянутих збурень на швидкість процесу можуть впливати також інші фактори, наприклад якість каталізатора, теплоємність, наявність вологи та ін.
Регулювання реакторів напівбезперервної дії.
Від реакторів безперервної дії вонивідрізняються тим, що одна або дві реагуючі між собою речовини попередньо завантажуються в реактор за об'ємом або за масою M , а після цього в апарат дозується додатковий реагент або каталізатор. Розвантажується такий реактор періодично після закінчення реакції. Кінець реакції
визначають або за концентрацією цільового продукту, або за часом перебування реакційної маси в апараті, або за температурою реакції. В останньому випадку реагент подається відповідними дозами. Якщо основним параметром є температура реакції, то її, як правило, стабілізують зміною витрати допоміжного реагентаFд . У цьому разі витрату холодоносія стабілізують(рис. 3.46).
У багатьох випадках висувають жорсткі вимоги до температури реакції, а в перехідних режимах її перерегулювання не допускається. Тоді доцільно використовувати каскадний принцип її стабілізації. Допоміжною координатою, як правило, є температура холодоносія на виході з оболонки реактора(рис. 3.47). Додатковий реагент або каталізатор дозується за концентрацією найвпливовішого компонента реакційної маси.
Рис. 3.46. Схема одноконтурного регулювання реактором
Рис. 3.47. Схеми каскадного регулювання температури в реакторі напівпеpiодичної дії
Білет 5