




版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1、二氧化硫转化率最优化化研1313 王晓冰 2013200186SO21/2O2=SO3,四段绝热反应器,级间间接换热。1.基础数据:混合物恒压热容Cp 0.2549 kcal/kgKH =23135 kcal/kmol催化剂堆密度b554 kg/m3进口SO2浓度8.0%,O2浓度9.0%,其余为氮气处理量131 kmol SO2/hr,要求最终转化率98 2.动力学方程:式中:3.基本要求:(1)在TX图上,做出平衡线,至少4条等速率线;(2)以一维拟均相平推流模型为基础,在催化剂用量最少的前提下,总的及各段的催化剂装量;进出口温度、转化率;并在T-X图上标出折线;4.讨论:(1)要求的最终
2、转化率从98变化到99对催化剂用量的影响;(2)YO2YSO221,SO2进口浓度在79之间变化,对催化剂装量的影响。计算过程:编写c+程序,如下:#include<math.h>#include<stdio.h>#define R 1.987#define h 0.00001double r(double x, double t, double xso2)double r,r1,r2,r3, B,keff,K, Kp,Pso2,Pso3,Po2; if(t>=693.15 && t<748.15)keff = 7.6915*pow(10,1
3、8)*exp(-76062 / (R*t); if(t>=748.15 && t<=873.15) keff = 1.5128*pow(10,7)*exp(-35992 / (R*t); K = 2.3*pow(10,-8)*exp(27200/(R*t); Kp=2.26203*pow(10,-5)*exp(11295.3 / t); Pso2=(xso2-xso2*x) / (1-xso2*x/2); Pso3=xso2*x / (1-xso2*x/2); Po2=(0.17-xso2-xso2*x/2) / (1-xso2*x/2); r1 =Po2*Pso2
4、/Pso3; r2 =Pso3/(Pso2*sqrt(Po2)*Kp); B =48148*exp(-7355.5/t); r3 =sqrt(B+(B-1)*(1-x)/x)+sqrt(K*(1-x)/x); r =keff*K*r1*(1-r2*r2)/(r3*r3); return(r);int main()double xso2=0.08,x,t,r0=0,y; int i; FILE *fp;fp=fopen("data.txt","w"); for(i=0;i<5;i+)fprintf(fp,"R=%en",r0);f
5、or(t=693.15;t<=873.15;)x=0.01;dox=x+h;if(x>=1) break;y=fabs(pow(10,5)*r(x,t,xso2)-pow(10,5)*r0);while(y>0.0001);fprintf(fp,"%5.2f %5.4fn",t,x);t=t+5;r0=r0+pow(10,-6);fclose(fp);return(0);运行上述程序后,获得的数据见下表:温度T/k反应速率0.0 1.0 ×10-62.0×10-6 3.0 ×10-64.0 ×10-6693.150.
6、9809 698.150.9797 703.150.9782 0.0117 708.150.9762 0.2719 713.150.9740 0.4750 718.150.9715 0.6205 0.1844 723.150.9686 0.7214 0.3863 0.0784 728.150.9655 0.7901 0.5373 0.2903 0.0638 733.150.9620 0.8365 0.6473 0.4536 0.2689 738.150.9582 0.8674 0.7265 0.5761 0.4285 743.150.9541 0.8873 0.7828 0.6669 0.55
7、00 748.150.9496 0.8995 0.8224 0.7336 0.6416 753.150.9447 0.8964 0.8237 0.7398 0.6529 758.150.9394 0.8927 0.8239 0.7444 0.6617 763.150.9338 0.8885 0.8231 0.7474 0.6685 768.150.9278 0.8837 0.8214 0.7491 0.6736 773.150.9213 0.8784 0.8188 0.7497 0.6772 778.150.9144 0.8725 0.8154 0.7492 0.6794 783.150.90
8、71 0.8662 0.8113 0.7477 0.6804 788.150.8994 0.8593 0.8065 0.7453 0.6803 793.150.8912 0.8519 0.8010 0.7421 0.6792 798.150.8826 0.8440 0.7948 0.7380 0.6772 803.150.8735 0.8357 0.7881 0.7332 0.6743 808.150.8640 0.8268 0.7807 0.7277 0.6706 813.150.8540 0.8175 0.7727 0.7215 0.6661 818.150.8436 0.8077 0.7
9、643 0.7146 0.6609 823.150.8327 0.7975 0.7552 0.7071 0.6550 828.150.8215 0.7868 0.7457 0.6990 0.6484 833.150.8097 0.7757 0.7357 0.6904 0.6412 838.150.7976 0.7642 0.7252 0.6812 0.6335 843.150.7851 0.7523 0.7142 0.6716 0.6252 848.150.7722 0.7400 0.7029 0.6614 0.6163 853.150.7590 0.7273 0.6912 0.6508 0.
10、6070 858.150.7454 0.7143 0.6791 0.6398 0.5972 863.150.7315 0.7010 0.6666 0.6285 0.5870 868.150.7174 0.6874 0.6539 0.6167 0.5764 873.150.7030 0.6736 0.6408 0.6047 0.5654 根据上述数据制图: 上图以温度为横坐标,转化率为纵坐标。5个速率,0(对比,即反应平衡时)、1×10-6、2×10-6、3×10-6、4×10-6,作T-X的等速率线。因为是一维拟均相平推流,则;根据入口组成,设定入口温度
11、,根据反应对入口温度所求偏导数在这一段内对组成的积分为零,可以求得此段出口转化率,即下一段的入口组成。催化剂用量最少时应使得;由于段内操作线的斜率为,因此根据入口温度、入口组成和出口组成计算可得出口温度。循环计算四段后可得最后的出口转化率,若不能满足要求(x98),则重新设定第一段入口温度,再进行计算直至满足条件。编写c+程序,如下:#include<stdio.h>#include<math.h>#define R 1.987#define h 0.0001double r(double x, double t, double xso2)double r,r1,r2,
12、r3,keff,K,B,Kp,Pso2,Pso3,Po2; if(t>=693.15 && t<748.15) keff = 7.6915*pow(10,18)*exp(-76062 / (R*t); if(t>=748.15 && t<=873.15) keff = 1.5128*pow(10,7)*exp(-35992 / (R*t); K = 2.3*pow(10,-8)*exp(27200/(R*t); Kp=2.26203*pow(10,-5)*exp(11295.3 / t); Pso2=(xso2-xso2*x) / (1-
13、xso2*x/2); Pso3=xso2*x / (1-xso2*x/2);Po2=(0.17-xso2-xso2*x/2) / (1-xso2*x/2); r1 =Po2*Pso2/Pso3; r2 =Pso3/(Pso2*sqrt(Po2)*Kp); B =48148*exp(-7355.5/t); r3 =sqrt(B+(B-1)*(1-x)/x)+sqrt(K*(1-x)/x); r =keff*K*r1*(1-r2*r2)/(r3*r3); return(r);double dr(double x, double t, double xso2)double y; y=(r(x,t+h
14、,xso2)-r(x,t-h,xso2)/(2*h); return(y);double t(double t0, double x0, double x)double y,lamda,H=-23135,Cp=254.9,rou=0.500,c=1.282; lamda=-H*c/(rou*Cp); y=t0+lamda*(x-x0); return(y);double fun1(double x, double t, double xso2) double y; y=-dr(x,t,xso2)/(r(x,t,xso2)*r(x,t,xso2); return(y);double jifen(
15、double x0, double t0, double xso2) double sum=0.0,x1=x0,x2,t1,t2=693.15,xout; do t1=t(t0,x0,x1); x2=x1+h/10; t2=t(t0,x0,x2); if(t2>873.15) xout = x1; goto end; sum=sum+h*(fun1(x1,t1,xso2)+fun1(x2,t2,xso2)/20; x1=x2; while(sum<0);xout=x1-h/10;end: return(xout);double wjifen(double xin, double x
16、ou, double tin, double xso2)double y,x1=xin,x2,t1,t2,sum=0.0,wcat;do t1=t(tin,xin,x1); x2=x1+h; t2=t(tin,xin,x2); if(t2>=873.15) goto end ; sum=sum+(1/r(x1,t1,xso2)+1/r(x2,t2,xso2)*h/1000; x1=x2; while(x2<=xou);end: wcat=sum*131*1000/3600; return(wcat);int main()double xso2=0.08,xout,tout,x0=0
17、.0001,t0,t00=719,t1,wcat,wsum;int i,j;loop1:wsum=0.0;x0=0.0001;t0=t00;FILE*fp;fp=fopen("data2.txt","w");fprintf(fp,"1 tin=%f xin=%en",t00,x0);for(i=0;i<=3;i+)xout=jifen(x0,t0,xso2);tout=t(t0,x0,xout);fprintf(fp,"%d tout=%f ",i+1,tout);fprintf(fp,"xout=
18、%f n",xout);wcat=wjifen(x0,xout,t0,xso2);fprintf(fp,"Wcat=%f ",wcat);wsum=wsum+wcat;t1= 693.15;dot1=t1+0.01;while(fabs(pow(10,5)*r(xout,t1,xso2)-pow(10,5)*r(xout,tout,xso2)>h);x0=xout;t0=t1;fprintf(fp,"%d tin= %f xin= %fn",i+2,t0,xout);fprintf(fp,"Wsum=%f n",wsu
19、m);t00=t00-0.1;fprintf(fp,"nn");if(x0<=0.98) goto loop1;return(0);所得数据如下:第一节反应器: tin=717.800000 xin=1.000000e-004 tout=873.148833 xout=0.667660 Wcat=8349.667114(kg) 第二节反应器: tin= 723.600000 xin= 0.667660 tout=778.519894 xout=0.903660 Wcat=11605.588273(kg) 第三节反应器: tin= 715.920000 xin= 0.9
20、03660 tout=729.505692 xout=0.962040 Wcat=21557.219801(kg) 第四节反应器: tin= 693.190000 xin= 0.962040 tout=697.388114 xout=0.980080 Wcat=50379.460102(kg) 总催化剂:Wsum=91891.935289(kg) 作折线图如下:讨论:(1) 将第二个程序改为99%,因为在方程给出的最低温度693.15K时转化率为98.38%,无法达到99%,所以得不出99%转化率时的催化剂用量。(2) 程序如下(举例,YSO2=7%):#include"math.h
21、"#include"stdio.h"#define R 1.987#define h 0.0001double r(double x,double t,double xso2)double r,r1,r2,r3,keff,K,B,Kp,Pso2,Pso3,Po2; if(t>=693.15 && t<748.15) keff = 7.6915*pow(10,18)*exp(-76062 / (R*t); if(t>=748.15 && t<=873.15) keff = 1.5128*pow(10,7)*ex
22、p(-35992 / (R*t); K = 2.3*pow(10,-8)*exp(27200/(R*t); Kp=2.26203*pow(10,-5)*exp(11295.3 / t); Pso2=(xso2-xso2*x) / (1-xso2*x/2); Pso3=xso2*x / (1-xso2*x/2); Po2=(0.21-xso2-xso2*x/2) / (1-xso2*x/2); r1 =Po2*Pso2/Pso3; r2 =Pso3/(Pso2*sqrt(Po2)*Kp); B =48148*exp(-7355.5/t); r3 =sqrt(B+(B-1)*(1-x)/x)+sq
23、rt(K*(1-x)/x); r =keff*K*r1*(1-r2*r2)/(r3*r3); return(r);double dr(double x,double t,double xso2)double y; y=(r(x,t+h,xso2)-r(x,t-h,xso2)/(2*h); return(y);double t(double t0,double x0,double x)double y,lamda,H=-23135,Cp=254.9,rou=0.500,c=1.282; lamda=-H*c/(rou*Cp); y=t0+lamda*(x-x0); return(y);doubl
24、e fun1(double x,double t,double xso2) double y; y=-dr(x,t,xso2)/(r(x,t,xso2)*r(x,t,xso2); return(y);double jifen(double x0,double t0,double xso2) double sum=0.0,x1=x0,x2,t1,t2=693.15,xout; do t1=t(t0,x0,x1); x2=x1+h/10; t2=t(t0,x0,x2); if(t2>873.15) xout = x1; goto end; sum=sum+h*(fun1(x1,t1,xso2
25、)+fun1(x2,t2,xso2)/20; x1=x2; while(sum<0);xout=x1-h/10;end: return(xout);double wjifen(double xin,double xou,double tin,double xso2)double y,x1=xin,x2,t1,t2,sum=0.0,wcat;do t1=t(tin,xin,x1); x2=x1+h; t2=t(tin,xin,x2); if(t2>=873.15) goto end ; sum=sum+(1/r(x1,t1,xso2)+1/r(x2,t2,xso2)*h/1000;
26、x1=x2; while(x2<=xou);end: wcat=sum*131*1000/3600; return(wcat);int main() double xso2=0.07,xout,tout,x0=0.0001,t0,t00=717,t1,wsum=0.0,wcat; double xou5,tou5,tin5,xin5; int i,j; FILE*fp; fp=fopen("data4.txt","w");loop1: x0=0.0001; t0=t00; i=0; xini=x0; tini=t00;loop2: xout=jifen(x0,t0,xso2); tout=t(t0,x0,xout); xoui=xout; toui=tout;t1= 693.15;do t1=t1+0.01; while(fabs(pow(10,5)*r(xout,t1,xso2)-pow(10,5)*r(xout,tout,xso2)>h);x0=xout; t0=t1;i+; xini=xout; tini=t0; if(i<=3) goto loop2;t00=t00-0.1;if(x0<=0.98) goto loop1; fprintf(fp,"
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 健康知识培训资料及考卷课件
- 北京市顺义区2023-2024学年九年级下学期中考适应性训练(三模)历史试卷及答案
- 评价器奖惩管理办法
- 新质生产力高质量发展大会
- 学校食堂食品安全突发事件应急处置预案
- 新疆维吾尔自治区高级导游等级考试(导游综合知识)综合能力测试题及答案(2025年)
- 出租车公司安全培训总结课件
- 出国劳务业务课件
- 2025合同审批流程和合同文档管理规范采购合同协议书
- 2025年FIDIC合同框架下EPC工程总承包管理培训教材
- 2025年秋新北师大版数学三年级上册全册教学设计
- 教案2025秋形势与政策纪念抗战胜利坚定民族信念抗战胜利80周年
- 2025-2026人教版(2024)物理九年级全册教学进度表
- 义务教育质量监测学校成绩分析报告
- 2025版房地产抵押按揭续贷合同
- 2025年秋季小学四年级上册语文教学计划及教学进度表
- 北京市西城区2024-2025学年七年级下学期期末道德与法治试题(解析版)
- 2025年广东省高考化学试题(含答案解析)
- 【2025秋新版】三年级上册语文生字组词
- 2025年学法减分试题及答案
- 《智能建造概论》高职完整全套教学课件
评论
0/150
提交评论