Geri Dön

Sürekli boru reaktörde ekzotermik gaz reaksiyonlarında soğutmanın dönüşüme etkisi

The Effect of cooling on the coversion at exotermic gas reactions in a steady tubulur reactor

  1. Tez No: 67514
  2. Yazar: ALİ BOLATTÜRK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. Z. KAZIM TELLİ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 1997
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Süleyman Demirel Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 76

Özet

ÖZET Heterojen katalitik reaksiyonlar genellikle ekzotermiktir. Dolayısıyla reaktör soğutulmadığı takdirde, ortaya çıkan reaksiyon ısısı gaz karışımına transfer olmaktadır. Reaktan konsantrasyonlarının küçük alınması durumunda reaksiyon ısısı ihmal edilecek düzeyde olup izoterm koşulu sağlanmaktadır. Fakat, büyük reaktan konsantrasyonlarında yüksek reaksiyon ışılan ve yüksek sıcaklıklar meydana gelmektedir. Ortaya çıkan reaksiyon ısısı ise reaktör malzemesinde tahribata yol açacağından soğutulması gerekmektedir. Bu çalışmada,.sürekli boru reaktörde plug-flow (ideal reaktör) ve laminar akışh, heterojen katalitik bir reaksiyon olan etilenin hidrojenlendirilmesi reaksiyonu (C2H4 +H2 - > C2H6) soğutmalı olarak incelenmiştir. Model reaksiyonda reaksiyon ısısının yüksek olması için boru girişinde stokiometrik karışım öngörülmüştür. Boru reaktördeki reaksiyon ısısının çekilmesi hava ve yağ ile sağlanmıştır. Reaktör içerisindeki olayları belirleyen hız, yoğunluk, sıcaklık, difuzyon katsayıları, kimyasal dönüşüm gibi parametrelerin soğutmayla nasıl değiştiği araştırılmıştır. Ayrıca adyabatik reaktör modeli ile soğutmalı reaktör modeli kıyaslanmışür. Plug-flow ve laminar akışh, heterojen katalitik boru reaktör içerisindeki olayları akış, süreklilik, kütle transfer, enerji ve ideal gaz denklemleri belirlemektedir. Denklem sistemi boyutsuz büyüklüklerle ifade edilmiştir. Denklem sisteminin karmaşık olması nedeniyle klasik yolla çözümü imkansızdır. Bu yüzden, kısmi türevli denklem sistemindeki lineer olmayan terimler lmeerleştirilmiş ve sonlu farklar yöntemiyle çözüme varılmıştır. Sonuçlar diyagramlar halinde sunulmuştur. Elde edilen sonuçlara göre; adyabatik reaktörde çok yüksek sıcaklıklar meydana gelmektedir. Havayla soğutmalı reaktörlerde; sıcaklığın düştüğü ve adyabatik reaktöre göre daha iyi dönüşümün olduğu görülmektedir. Aşın soğutmada yani yağla soğutma durumunda ise reaktör izoterm hal almakta olup dönüşüm kötüleşmektedir.

Özet (Çeviri)

ABSTRACT Heterogeneous catalytic reaction are generally exothermic. Hence, if the reactor is uncooled, the heat generated during the reaction is transferred to gas mixture. When reactant concentration is kept at small quantities, the reaction heat can be neglected, and an isothermal condition is assumed. However, in case of high reactant concentrations large quantities of reaction heat is generated and high temperatures are occured. The generated reaction heat needs to be cooled since it can cause damage in the reactor equipment. In this study,.plug-flow (ideal reactor) and laminar flow in the steady tubular reactor models were investigated as cooled reactor. The hydrogenenation of ethylenewas used as amodel reactor. A stoichiometric mixture is assumed in order to have high reaction heat in model reaction. The disposal of reaction heat in tubular reactor is achieved through the use of air and oil. The variations due to cooling in the parameters such as velocity, density, temperature, diffusion coefficients and chemical conversion controlling the phenomenon inside the reactor were investigated. Furthermore, adiabatic reactor and cooled reactor models were compared. The phenomenon taking place inside heterogeneous catalytic tubular reactor during the plug-flow and laminar flow are represented by a system of continuity, mass transfer, energy and ideal gas equations. The equations are expressed in dimensionless parameters. Due to the complicated nature of the since equation system, obtaining an analytical solution is impossible. Therefore, the nonlinear terms to be linearized in the partial differential equations and a finite difference solution method was used. The results were given by diagrams. The results showed that very high temperatures are reached in adiabatic reactor. On the other hand, in the air-cooled reactors, low temperatures are involved and a better conversion is observed than that of adiabatic reactor. In the case of strogly cooling, e.g. cooled by oil, reactor becomes isotherm and conversion gets worse.

Benzer Tezler

  1. Sürekli boru reaktörde homojen izoterm gaz reaksiyonları örneğinde mol sayısı artışının basınç kaybı ve kimyasal dönüşüme etkilerinin teorik incelenmesi

    A Theoretical investigation on the effects of mole number increase to the pressure drop and chemical convertion in the homogeneous isotherm gas reactions inside a steady tubular reactor

    ALİ BOLATTÜRK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1992

    Makine MühendisliğiAkdeniz Üniversitesi

    PROF. DR. Z. KAZIM TELLİ

  2. Barisantrik sistemlerde dört bileşenli gaz difüzyonun sürekli boru reaktörde teorik incelenmesi

    The Theorical study of the four-component diffusion in the steady tubular reactor on berysentric systems

    HAVVA CEYLAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1993

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF.DR. A. RASİM BÜYÜKTÜR

  3. Deterjan fabrikası atık suyunun süperkritik su oksidasyonu yöntemi ile arıtımı

    Treating detergent factory waste water using supercritical water oxidation method

    SEMA ŞENTÜRK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Kimya MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MESUT AKGÜN

  4. Fenollü atıksuların boru tipi reaktörde elektrokimyasal olarak sürekli arıtımı

    Continuous electrochemical treatment of phenolic wastewater in a tubular reactor

    BAHADIR K. KÖRBAHTİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1999

    Kimya MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ABDURRAHMAN TANYOLAÇ

  5. Effect of ions on particle size and morphology in calcium carbonate (CaCO3) crystallization

    Kalsiyum karbonat (CaCO3) kristalizasyonunda tanecik boyutu ve morfolojisi üzerine iyonların etkisi

    AHMED OSMAN ADAM OSMAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Kimya Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EKREM ÖZDEMİR