Impianti chimici/Operazioni adiabatiche
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Le operazioni chimiche e le loro espressioni matematiche mostrate fino ad adesso erano operazioni isoterme, ove si assume che la temperatura sia uniforme e costante nel tempo. Per ottenere tale condizione è che il sistema abbia uno scambio termico infinito, che riesca a smaltire tutto il calore generato dalla reazione. Nella pratica, le condizioni isoterme sono di difficile ottenimento, nonché anti-economiche.
Si preferisce, soprattutto nelle reazioni esotermiche, di limitare lo scambio termico. Questo ha come conseguenza che:
- il calore di reazione riscalda la miscela reagente e si ha un aumento della velocità di reazione soprattutto alle alte conversioni, ove normalmente questa è molto bassa. Il volume del reattore sarà inferiore ;
- permette di partire da temperature iniziali di reazioni inferiori, con risparmio di energia per il preriscaldamento dei reagenti.
Il bilancio di calore intorno ad un reattore con scambio termico
- F0H0 = F1H1 + UA(T − Te)
Il primo termine è l'entalpia dei reagenti all'entrata, il secondo l'entalpia dei prodotti all'uscita e l'ultimo rappresenta il calore scambiato con un fludo termico alla temperature Te. Se il termine di scambio termico è nullo, ovvero se non ci sono scambi di calore con l'esterno, un reattore si dice adiabatico; se lo scambio è solo parziale, esso di dice poitropo.
Indice |
[modifica] Bilancio di materia e di energia
Nel caso di un reattore adiabatico, i bilanci di energia e materia devono essere risolti contemporaneamente
[modifica] Reattore autotermico: accensione e spegnimento
[modifica] Reattori adiabatici in serie
Nelle reazioni reversibili la temperatura gioca sia sulla cinetica
, come ad esempio la conversione SO2 + 0.5 O2 ⇔ SO3
[modifica] Reattore politropo
Coefficiente di scambio tra il fluido e l'impaccamento
Coefficiente di scambio tra il fluido e le pareti interne in un reattore impaccato
[modifica] Stabilità di un reattore politropo
run-out
