Условие:
Реши её через маткад. Расчет процесса получения нановолокнистого углерода из метана на катализаторе
Ni/Al2O3 в реакторе с движущимся слоем катализатора при прямоточном и противоточном
движении газа и катализатора"
Исходные данные: расход метана 120 л/ч (при н.у.)
расход катализатора 0.13 г/ч
масса катализатора в реакторе 1 г
температура в реакторе 550 оС.
Построить зависимости степени превращения метана, давления водорода,
относительной активности катализатора и содержания углерода на катализаторе от
продольной координаты реактора. В качестве продольной координаты выбрать массу
катализатора между входным и текущим сечениями реактора.
Определить, какой реактор является более эффективным.
Кинетика образования нановолокнистого углерода из метана на катализаторе
Ni/Al2O3 описывается следующими уравнениями
dc
=
r
( 2
m )
p
a
H
dt
da
2
=
−
k
r
a )
m
( 2
p
ca
H
dt
где
c - количество углерода на 1 г катализатора, г/гк;
t - время, ч;
rm - максимальная скорость образования углерода, г/(чгк);
2
p
P
H
2
−
p
H
2
−
K
r
m
(
p
H
)
=
k
p
2 )
1 (
+
k
2
H
p
H
2
104200
k−
20
492 .
k - коэффициент, зависящий от температуры, )
= ;
exp( RT
Т - температура, К;
R - универсальная газовая постоянная, R = 8.314 Дж/моль;
Р - общее давление смеси, Р = 1 бар;
pH2 - парциальное давление водорода, бар;
91
.
2
10
3
Kp - константа равновесия, бар, )
K p
14
13 exp(
−
= ;
.
RT
163200
kH - коэффициент, зависящий от температуры, )
=
exp(−
22
426 .
kH ;
RT
а - относительная активность катализатора;
135600
kа - коэффициент, зависящий от температуры, )
=
exp(−
32
077 .
ka