Главная
Библиотека
Процессы и аппараты
Имеется однослойный каталитический реактор, работающий в режиме идеального вытеснения. В реакторе осуществляется обратимая...

Имеется однослойный каталитический реактор, работающий в режиме идеального вытеснения. В реакторе осуществляется обратимая экзотермическая реакция окисления SO2: SO2 + 0.5O2 ↔ SO3 Исходные данные: - Температура в слое катализатора: 430 °C (постоянная). -

«Имеется однослойный каталитический реактор, работающий в режиме идеального вытеснения. В реакторе осуществляется обратимая экзотермическая реакция окисления SO2: SO2 + 0.5O2 ↔ SO3 Исходные данные: - Температура в слое катализатора: 430 °C (постоянная). -»

24 октября 2025
Процессы и аппараты

Условие:

Имеется однослойный каталитический реактор, работающий при режиме идеального вытеснения. В реакторе осуществляется обратимая экзотермическая реакция окисления SО2 в фильтрующем слое ванадиевого катализатора
SО2 + 0.5О2 ↔ SО3
Температура в слое катализатора равна 4300С (считаем ее постоянной во всем слое), состав исходного газа: SО2 – 15% (об); О2 –12% (об); N2 – 73% (об). Расход газа 18600м3•ч. Скорость газа в аппарате 1,2 м/с. Константа скорости реакции окисления SО2 в SО3 определится по формуле: lgКр = (4905/Т) – 4.6455. Энергия активации Е =87800 кДж/моль. Коэффициент запаса с = 1.3.
Определить: реакционный объем реактора, т.е. объем катализатора, который следует загрузить в реактор, чтобы обеспечить степень превращения SО2 в SО3, равную 0.5; диаметр реактора и высоту слоя катализатора.

Решение:

Для решения задачи, давайте разберем ее по шагам. ### Шаг 1: Определение температуры в Кельвинах Температура в реакторе задана как 430 °C. Переведем ее в Кельвины: \[ T(K) = 430 + 273.15 = 703.15 \, K \] ### Шаг 2: Определение константы скорости реакции Используем данную формулу для расчета константы скорости реакции \( K_r \): \[ \lg K_r = \frac{4905}{T} - 4.6455 \] Подставим значение температуры: \[ \lg K_r = \frac{4905}{703.15} - 4.6455 \] \[ \lg K_r \approx 6.973 - 4.6455 \] \[ \lg K_r \approx 2.3275 \] Теперь найдем \( K_r \): \[ K_r = 10^{2.3275} \approx 212.3 \] ### Шаг 3: Определе...