Вопрос (нумерация отсутствует)
Для какой цели в каталитических реакторах в системе газ1+газ2 (например, при окислении SO2 в SO3, катализатор находится на нескольких полках (коробках при синтезе аммиака)?
Выберите один ответ:
а. Для решения тепловой задачи экзотермических реакций
b. Для обеспечения высокой степени превращения газов
с. Для лучшего перемешивания реагирующих газов
d. Для снижения гидравлического сопротивления
Ответ:
Правильный ответ: а. Для решения тепловой задачи экзотермических реакций
Пояснение:
Многополочные каталитические реакторы (или реакторы с несколькими слоями катализатора) используются в основном для проведения сильно экзотермических реакций, таких как окисление SO2 в SO3 или синтез аммиака. Основная цель такого устройства — эффективное управление тепловым режимом реакции.
- Экзотермические реакции выделяют большое количество тепла. Если это тепло не отводить, температура в реакторе будет быстро расти, что может привести к перегреву катализатора (дезактивации), снижению селективности или даже к взрыву.
- Разделение катализатора на несколько слоев (полок) позволяет между этими слоями устанавливать теплообменные устройства (например, змеевики с хладагентом или впрыск холодного газа). Это позволяет отводить избыточное тепло после каждого слоя катализатора, поддерживая оптимальную температуру для реакции и предотвращая перегрев.
- Таким образом, многополочная конструкция позволяет решать тепловую задачу, обеспечивая контролируемый температурный профиль по высоте реактора, что критически важно для безопасного и эффективного проведения экзотермических каталитических процессов.
Почему другие варианты менее точны или не являются основной целью:
- b. Для обеспечения высокой степени превращения газов: Хотя правильный температурный режим способствует высокой степени превращения, сама по себе многополочная конструкция не является прямым способом увеличения степени превращения, а скорее инструментом для поддержания условий, при которых высокая степень превращения возможна.
- с. Для лучшего перемешивания реагирующих газов: Перемешивание в слое катализатора происходит, но это не основная причина многополочной конструкции. Для улучшения перемешивания используются другие методы (например, рециркуляция газа).
- d. Для снижения гидравлического сопротивления: Наоборот, наличие нескольких слоев катализатора и теплообменных элементов может увеличивать гидравлическое сопротивление, а не снижать его.