2. ΒΑΘΜΟΣ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗΣ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΩΝ

Παρουσίαση με θέμα: "2. ΒΑΘΜΟΣ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗΣ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΩΝ"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 2. ΒΑΘΜΟΣ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗΣ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΩΝ
Περιεχόμενα : Βαθμός μετατροπής Εξισώσεις ως προς το βαθμό μετατροπής για διάφορους τύπους αντιδραστήρων Straight Though Transport Reactor

2 ΒΑΘΜΟΣ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗΣ (Ι) Έστω η γενική αντίδραση aA + bB  cC + dD
Θεωρούμε ότι το συστατικό Α δεν είναι σε περίσσεια επομένως είναι το συστατικό που περιορίζει την αντίδραση. Διαιρώντας με τον στοιχειομετρικό συντελεστή a λαμβάνουμε την στοιχειομετρική εξίσωση και έτσι θέτουμε τους υπολογισμούς ανά mole του συστατικού A. Ως βαθμός μετατροπής Χ του συστατικού A ορίζεται: ΧΑ=(moles Α που αντέδρασαν) /(moles Α τροφοδοσίας) Η μέγιστη τιμή του βαθμού μετατροπής Χ, για αναντίστρεπτες αντιδράσεις είναι Χmax=1,0 , όταν έχουμε πλήρη μετατροπή, ενώ για αντιστρεπτές αντιδράσεις είναι ίση με το βαθμό μετατροπής σε ισορροπία Χmax=Xe .

3 ΒΑΘΜΟΣ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗΣ (IΙ)
Σύστημα διαλείποντος έργου ΝΑ = ΝΑ0 – ΝΑ0 * ΧΑ moles A που παραμένουν = ΝΑ = moles A αρχικά – moles A που αντέδρασαν ΝΑ = ΝΑ0 – [moles A τροφοδοσίας * (moles A που αντέδρασαν)/(moles A τροφοδοσίας)] Σε ένα κλειστό, ομογενές και σταθερού όγκου σύστημα CA = NA / V V όγκος συστήματος, CA συγκέντρωση Α, CAO αρχική συγκέντρωση Α NA = CA*V και NAO=CAO*V Επομένως, ΧΑ = (CAO-CA)/CAO ή CA = CAO * (1-XA) Σύστημα συνεχούς ροής Ρυθμός απομάκρυνσης moles A = FΑ = ρυθμός τροφοδοσίας moles A – Ρυθμός αντίδρασης moles A FΑ = FΑ0 – [Ρυθμός τροφοδοσίας moles A * (moles A που αντέδρασαν)/(moles A τροφοδοσίας) FΑ = FΑ0 – FΑ0 * ΧΑ

4 ΠΡΟΒΛΗΜΑ 1 Αν σε μια χημική αντίδραση aA + bB = cC + dD οι αρχικές συγκεντρώσεις των συστατικών A, B, C, D είναι αντίστοιχα CAO, CBO, CCO και CDO και ο βαθμός μετατροπής του A είναι xA. Να βρεθούν οι τελικές συγκεντρώσεις όλων των συστατικών, καθώς και οι ποσότητες των συστατικών που καταναλώθηκαν. Ο όγκος του συστήματος θεωρείται σταθερός. ΛΥΣΗ:

5 ΠΡΟΒΛΗΜΑ 2 Πρόβλημα 2: 5,4 kg αλουμινίου αντιδρούν με 2,55 m3 χλωρίου για το σχηματισμό τριχλωριούχου αλουμινίου. Το χλώριο καταναλώνεται πλήρως. Να βρεθούν οι καταναλώσεις και οι τελικές συγκεντρώσεις όλων των συστατικών.

6 ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ ΩΣ ΠΡΟΣ ΤΟ ΒΑΘΜΟ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗΣ
ΓΙΑ ΔΙΑΦΟΡΟΥΣ ΤΥΠΟΥΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΩΝ PBR ΑΕΡ (PFR) ΑΡΠΑ (CSTR) Διαλείποντος έργου (Batch) Ολοκλήρωμα Αλγεβρική εξίσωση Διαφορική εξίσωση Αντιδραστή-ρας