CIJEVNI KEMIJSKI REAKTOR

SVEUILITE J. J. STROSSMAYERA PREHRAMBENO-TEHNOLOKI FAKULTET U OSIJEKU

Seminar iz kolegija: Kemijski i biokemijski reaktori

CIJEVNI REAKTORIStudent: Darko Adi

U Osijeku, svibanj 2012.

KEMIJSKI REAKTOR OPENITO KEMIJSKO INENJERSTVO

PODJELA KEMIJSKIH REAKTORA ZATVORENI SUSTAV nema izmjene reakcijske smjese s okolinom ( kotlasti reaktori-batcharni) OTVORENI SUSTAV izmjena reakcijske smjese s okolinom ( cijevni i protoni kotlasti PKR) (izmjena topline izmeu sustava i okoline prisutna)

CIJEVNI REAKTOR Idealno strujanje Stacionarno stanje Veliki kapaciteti, stalna svojstva produkta Jednostavna konstrukcija Homogeni i heterogeni sustavi

Model idealnog cijevnog reaktora

Scientist...

NEPOVRATNE REAKCIJE NULTOG REDA A B // CR Nepovratna nultog reda IndVars: l 10.0 DepVars: Ca Params: k,v0 8.6 //ModelCa (kmol/m3) Ca (kmol/m3) Ca (kmol/m3) Ca (kmol/m3)7.1 5.7 4.3 2.9 1.4 0.0 0 1 2 3 4 5

_

r=kCa'=-((d^2)*3.14*r)/v0 //pocetni uvjeti Ca=10 l=0 d=2 v0=1 k=0.1 ***

l(m)

NEPOVRATNE REAKCIJE NULTOG REDA A B // CR Nepovratna nultog reda IndVars: l DepVars: Ca 10.0 Params: k,v0 8.6 //Model r=k 7.1 Ca'=-((d^2)*3.14*r)/v0 5.7 //pocetni uvjeti Ca=10 4.3 l=0 d=2 2.9 v0=2 1.4 k=0.1 *** 0.0Ca (kmol/m3) Ca (kmol/m3) Ca (kmol/m3) Ca (kmol/m3)0 1 2

_

3

4

5

l(m)

NEPOVRATNE REAKCIJE NULTOG REDA A B // CR Nepovratna nultog reda IndVars: l 10.0 DepVars: Ca Params: k,v0 8.6 //Model r=k 7.1 Ca'=-((d^2)*3.14*r)/v0 5.7 //pocetni uvjeti Ca=10 4.3 l=0 2.9 d=2 v0=3 1.4 k=0.1 *** 0.0Ca (kmol/m3)0 1 2

_

3

4

5

l(m)

NEPOVRATNE REAKCIJE PRVOG REDA A B // CR Nepovratna prvog reda IndVars: l DepVars: Ca Params: k,v0 //ModelCa (kmol/m3) Ca (kmol/m3) Ca (kmol/m3) Ca (kmol/m3)

_10

r=k*CaCa'=-((d^2)*3.14*r)/v0 //pocetni uvjeti Ca=10 l=0 d=2 v0=1 k=0.5 ***

8

6

4

2

0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0

l(m)

NEPOVRATNE REAKCIJE PRVOG REDA A B // CR Nepovratna prvog reda IndVars: l DepVars: Ca Params: k,v0 //Model r=k*Ca Ca'=-((d^2)*3.14*r)/v0 //pocetni uvjeti Ca=10 l=0 d=2 v0=2 k=0.5 ***_10

Ca (kmol/m3)

8

6

4

2

0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0

l(m)

NEPOVRATNE REAKCIJE PRVOG REDA A B // CR Nepovratna prvog reda IndVars: l DepVars: Ca Params: k,v0 //Model r=k*Ca Ca'=-((d^2)*3.14*r)/v0 //pocetni uvjeti Ca=10 l=0 d=2 v0=3 k=0.5 ***_10

Ca (kmol/m3) Ca (kmol/m3)

8

6

4

2

0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0

l(m)

NEPOVRATNE REAKCIJE DRUGOG REDA A+B R+S ILI 2A R+S // CR Nepovratna drugog reda IndVars: l DepVars: Ca 10.0 Params: k,v0 8.6 //ModelCa (kmol/m3) Ca (kmol/m3) Ca (kmol/m3) Ca (kmol/m3)7.1 5.7 4.3 2.9 1.4 0.0 0 1 2 3 4 5

_

r=k*(Ca^2)Ca'=-((d^2)*3.14*r)/v0 //pocetni uvjeti Ca=10 l=0 d=2 v0=1 k=0.1 ***

l(m)

NEPOVRATNE REAKCIJE DRUGOG REDA A+B R+S ILI 2A R+S // CR Nepovratna drugog reda IndVars: l DepVars: Ca Params: k,v0 //Model r=k*(Ca^2) Ca'=-((d^2)*3.14*r)/v0 //pocetni uvjeti Ca=10 l=0 d=2 v0=6 k=0.1 ***Ca (kmol/m3) Ca (kmol/m3) Ca (kmol/m3) Ca (kmol/m3)

_10.0 8.6 7.1 5.7 4.3 2.9 1.4 0.0 0 1 2 3 4 5

l(m)

NEPOVRATNE REAKCIJE DRUGOG REDA A+B R+S ILI 2A R+S // CR Nepovratna drugog reda IndVars: l DepVars: Ca,Cb Params: k,v0 //ModelCa (kmol/m3) Ca (kmol/m3) Ca (kmol/m3) Ca (kmol/m3)

_10.0 8.6 7.1 5.7 4.3 2.9 1.4 0.0 0 1 2 3 4 5

r=k*Ca*CbCa'=-((d^2)*3.14*r)/v0 Cb'=-((d^2)*3.14*r)/v0 //pocetni uvjeti Ca=10 Cb=10 l=0 d=2 v0=6 k=0.1 ***

l(m)

POVRATNE REAKCIJE PRVOG REDA A R // CR Povratna prvog reda IndVars: l DepVars: Ca,Cr Params: k1,k2,v0 //Model

_10.0 8.6 7.1 5.7 4.3 2.9 1.4 0.0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

Ca (kmol/m3) Ca (kmol/m3) Ca (kmol/m3) Ca (kmol/m3)

r=(k1*Ca)-(k2*Ca)Ca'=-((d^2)*3.14*r)/v0 Cr'=-((d^2)*3.14*(-r))/v0 //pocetni uvjeti Ca=10 Cr=0 l=0 d=2 v0=6 k1=2 k2=1 ***

l(m)

AUTOKATALITIKE REAKCIJE A+R R+R // CR Autokatalitika IndVars: l DepVars: Ca,Cr Params: k,v0 //Model Ca'=-((d^2)*3.14*r)/v0 Cr'=-((d^2)*3.14*(-r))/v0 //pocetni uvjeti Ca=10 Cr=1 l=0 d=2 v0=6 k=0.01 ***

_10.0 8.6 7.1 5.7 4.3 2.9 1.4 0.0 0 5 10 15 20

Ca (kmol/m3) Ca (kmol/m3) Ca (kmol/m3) Ca (kmol/m3)

r=k*Ca*Cr

l(m)

USPOREDNE (PARALELNE) REAKCIJE A R A S // CR Usporedna IndVars: l DepVars: Ca,Cr,Cs Params: k1,k2,v0 //Model

_10.0 8.6 7.1 5.7 4.3 2.9 1.4 0.0 0 5 10 15 20

Ca (kmol/m3) Ca (kmol/m3) Ca (kmol/m3) Ca (kmol/m3)

ra=(k1+k2)*Ca rr=(-k1)*Ca rs=(-k2)*Ca

Ca'=-((d^2)*3.14*ra)/v0 Cr'=-((d^2)*3.14*rr)/v0 Cs'=-((d^2)*3.14*rs)/v0//pocetni uvjeti Ca=10 Cr=0 Cs=0 l=0 d=2 v0=6 k1=0.015 k2=0.01 ***

l(m)

3 8.6 7.1 5.7 4.3 2.9 1.4 10.0

4

5

Ca (kmol/m3) Ca (kmol/m3) Ca (kmol/m3) Ca (kmol/m3)

k1=15 K2=10

0.0

0

1

2

l(m)

_