reaktör tasarım son hali

8/12/2019 reaktr tasarm son hali

1/28

1

NDEKLER:

1.GR 1

2.KURAMSAL TEMELLER .. 2-27

2.1. GR

2.2. KMYASAL KNETK VE REAKTR TASARIMI

2.2.1. MOL DENKLKLER

2.2.1.1 Tepkime Hznn r A Tanm

2.2.1.2 GenelMol Denklik Eitlii

2.2.1.3 Kesikli Reaktrler2.2.1.4 Kesiksiz Ak Reaktrleri

2.2.1.5 Endstriyel Reaktrler

2.2.1.6 Dnm Orannn Tanm

2.2.2. TASARIM ETLKLER

2.2.2.1. Kesikli Sistemler

2.2.3. HIZ YASALARI VE STOKOMETR

2.2.3.1. Temel Tanmlar

2.2.3.2 Sabit Hacimli Tepkime Sistemleri

2.2.3.3 Akm Sistemleri

2.2.3.4 Tepkime le Hacim Deiimi

2.2.4 Tek Reaksiyon in Tasarm

2.2.4.1. Rektrlerin Boyutlarnn Kyaslanmas

2.3. oklu Reaktr Sistemleri

2.3.1 Eit Hacimde Seri Balanan Kartrmal Reaktrler

2.4. deal Rektr Sisteminin En yi ekilde Dzenlenmesi


2/28

2

1. GR

Kimyasal kinetik ve reaktr tasarm hemen hemen btn endstriyel kimyasal retimininkalbidir. Kimyasal kinetik ve reaktr tasarm bilgisi, kimya mhendislerini dier

mhendislerden ayran en nemli bilgidir. ok gvenli ve verimli olarak alan bir tepkimesisteminin seimi kimyasal madde reten bir fabrikann ekonomik baarsnn veya baarszlnn anahtar olabilir.

Endstriyel proseslerde en ok kullanlan reaktr tipi srekli olarak kartrlan ve alan birtanktr. Bu tip reaktrler tam kartrmal tank reaktr (CSTR) veya geri kartrmal reaktr(BMR) olarak bilinir.

Kesiksiz ve geri beslemeli (CSTR) reaktrlerden baka endstride en ok kullanlan dier birreaktr tipi borusal reaktrdr. Bu silindir eklinde bir borudan ibarettir ve normalde CSTR

gibi karar bir halde alr. Bize verilen tasarm devinde tepkimemiz piston akl bir reaktrde gereklemektedir.Tepkime yksek basn altnda sv fazda 360 K scaklkta gereklemektedir ve spesifiktepkime hz 25 h-1 olarak verilmitir. Adyabatik olarak yryen tepkime ieriinin % 10 uinert davran sergilemektedir. Tepkime sonrasnda 100 kmol/gn kapasite ve 0.5 dnmistenmektedir. Bu tepkime iin gerekli olan PAR tasarmn gerekletirmemiz beklenmektedir.


3/28

3

2. KURAMSAL TEMELLER

2.1. GR

Kimyasal kinetik ve reaktr tasarmhemen hemen btn endstriyel kimyasal retimininkalbidir. Kimyasal kinetik ve reaktr tasarm bilgisi, kimya mhendislerini diermhendislerden ayran en nemli bilgidir. ok gvenli ve verimli olarak alan bir tepkimesisteminin seimi kimyasal madde reten bir fabrikann ekonomik baarsnn veya baarszlnn anahtar olabilir. rnein, eer bir tepkime sistemi ok miktarda istenmeyen

rn verirse, sonradan yaplmas gereken asl rnn ayrlmas ve saflatrlmas tm prosesiekonomik olarak imkansz hale getirir.

Kimyasal tepkime mhendislii konular, mekanizma ile birlikte kimyasal tepkimelerinoluma hzlarn ve tepkimenin ilerleyiini kontrol eden hz snrlayc basamaklarnkapsamaktadr. retim amalarna ulaabilmek iin kimyasal reaktrn bykl nemli birkonudur. Bir kimyasal proses tasarmcs iin, reaktr iindeki maddelerin hem kimyasal hemde fiziksel olarak nasl davrand, kimyasal reaktrlerden elde edilen verilerin naslkaydedildii, ilendii ve yorumland kadar nemlidir.

Kimyasal tepkime hzlar ve reaktr tasarmn etkileyen koullar belirtilmeden nce, birtepkime sistemine giren ve kan eitli kimyasal trlerin aklanmas gerekir. Sz konusuolan bu durum, tepkimeye giren sistem iindeki her bir tr hakkndaki btn moldenkliklerinin kurulmasyla salanr. Tepkimeye giren, kan veya tepkime sistemi iindetepkimeye girmeden kalan herhangi bir tre uygulanabilecek genel bir mol denkliigelitirilmitir. Tepkime hz,-r A , tanmlandktan sonra ve tepkime hzn uygun bir ekildetanmlarken ortaya kan zorluklar gz nne alnarak genel denklik eitlii, en ok bilinenendstriyel reaktrler olan kesikli, srekli kartrlan tank (CSTR) ve borusal reaktrler iinesas tasarm eitliklerinin karlmasnda nemli rol oynamaktadr.


4/28

4

2.2. KMYASAL KNETK VE REAKTR TASARIMI

2.2.1 MOL DENKLKLER

2.2.1.1 Tepkime Hznn,-r A , Tanm

Bir kimyasal trn yani belli bir kimlie sahip olan bir kimyasal bileik veya elementinkimlii o trn atom eidi, says ve dizilii (konfigrasyonu) tarafndan belirlenir.

ki kimyasal bileik tam olarak ayn sayda ayn elementlerden meydana gelse bile, onlarfarkl dizililerinden dolay yine de iki farkl tr olabilir. rnein, 2-bten , drt karbon vesekiz hidro jen atomuna sahiptir fakat bu bileikteki atomlar Cis-2-bten ve Trans-2-bteneklinde iki farkl molekl oluturabilir. Farkl diziliin bir sonucu olarak, bu iki izomer

farkl kimyasal ve fiziksel zellikler gsterirler. Belirlenebilir sayda bir veya birok trnkimliini kaybettii veya bileikteki atomlarn say ve trlerinde veya bu atomlarn yapsndave dzeninde bir deiiklik sonucu yeni bir yap olutuu zaman kimyasal tepkime meydanagelmi demektir.

Bu klasik kimyasal yaklamnda, bir kimyasal tepkime olduu zaman toplam ktlenin neyok olduu ne de yoktan var olduu kabul edilmitir. Sz edilen ktle sistemde bulunan btn trlerin toplam ktlesidir. Fakat, belli bir tepkimede tek tek bulunan her bir trdnld zaman, belli bir trn ktlesinin kaybolma hzndan sz edilir. Ksaca belirtmekgerekirse, molekller kimyasal kimliklerini kaybettikleri zaman, belli bir trn bir veya bellisayda molekl tepkimeye girer veya kaybolur.

Heterojen tepkime sistemlerinde, tepkime hz genellikle tepkime yzey alan veya katalizrarl lmleri cinsinden ifade edilmektedir. Buna gre, kat-gaz katalitik tepkimesi iin bu hzn boyutu,-r A (mol/g.katalizr.s), katalizrn birim ktlesi bana birim zamandatepkimeye giren A nn mol saysdr.

Kimyasal tepkime hznn matematiksel tanm yllardr kimya ve kimya mhendisliiliteratrnde bir karkln nedeni olmutur. Bu karkln asl nedeni, kimyasal tepkimehz verilerini elde etmek iin laboratuar lekli deneylerin yaplmasndanileri gelir. Bu ilkdeneyler tepkime kab kapal ve sabit olan kesikli tip deneylerdir. Bunun sonucu olarakmeydana gelen tepkime de sabit hacim altnda olmaktadr. Tepkime girdileri t=0 annda hep birlikte kartrlp girdilerden birinin deriimi, CA , deiik t zamanlarnda llmektedir.Tepkime hz zamann bir fonksiyonu olarak CA erisinin eiminden belirlenir. Birimhacimdeki A nn oluum hz r A olursa o zaman kimyasal tepkime hz;

r A= dCA/ dt

olarak tanmlanr. Fakat bu tanm sadece sabit hacimli kesikli reaktrler iin kullanlr.

Kimyasal tepkime hz bir iddet bykldr ve scaklk ile deriime baldr. Tepkime hzeitlii aslnda deriim ieren bir cebirsel eitliktir, diferansiyel eitlik deildir. rnein,


5/28

5

rnler A

tepkimesinin r A hz eitliinin cebirsel ekli

-r A= kCA

deriiminin dorusal bir fonksiyonu olabilir,

-r A= k 1CA / (1+k 2CA)

gibi dier birka deriimin cebirsel fonksiyonu olabilir.

2.2.1.2 Genel Mol Denklik Eitlii

Herhangi bir sistem iin bir mol denklii kurmak iin ilk nce sistemin snrlar belirlenmelidir. Bu snrlar tarafndan evrilen hacim sistem hacmi olarak ifade edilmektedir.Bir sistem hacmindeki j trne gre mol denklii kurulur.

Herhangi bir t zamannda j tr iin mol denklii aadaki denklii verir:

Sisteme giren Sistemde kimyasal j nin sistem j nin sistemde

trlerin ak + tepkime ile oluan- dna k = birikme hz

hz j nin oluma hz hz

F jo + G j F j = dN j / dt

Burada, N j , t annda sistemdeki j trnn mol saysdr. Eer, tm sistem deikenleri(rnein scaklk, katalizr aktiflii, kimyasal trlerin deriimi) sistemin batan sona tmhacminde ayn olursa, j trnn oluum hz, G j , tepkime hacmi V ile j trnn oluum hzr j nin arpmdr.

G j = r jV

Tepkimeye giren madde zelliklerinin (rnein deriim, scaklk) reaktrdeki farklkonumlarda farkl deerlere sahip olmalarndan dolay, r j , dorudan konumunun birfonksiyonudur.

Herhangi bir V sistem hacmine giren, kan, tepkimeye giren veya biriken bir j kimyasal triin genel mol denklik eitliinin integral eklini elde etmek iin G j eitlikte yerine konursa;

F jo F j + r jdV = dN j / dt


6/28

6

Bu genel mol denklik eitliinden kesikli, yar kesikli, kesiksiz ak reaktrleri gibi eitlitipteki endstriyel reaktrlerin tasarm eitlikleri gelitirilir. Bu eitlikleri deerlendirerek,girdilerin belli miktarlarn rnlere dntrmek iin gereken zaman (kesikli reaktrlerde)veya reaktr hacmi (kesiksiz ak reaktrlerinde) belirlenir.

2.2.1.3 Kesikli (Batch) Reaktrler

Kesikli bir reaktrde tepkime olurken girdi veya rnlerin ne ie doru ne de da doru birak vardr; bu nedenle F jo = F j = 0 olur. j tr iin elde edilen genel mol denklii,

dN j /dt = r j dV

eklindedir. Eer, tepkime karm tm reaktr hacmi boyunca tepkime hznda hibirdeiiklik olmayacak ekilde tam kartrlrsa, o zaman r j sabit olduu iin integral dnaalnarak mol denklii aadaki gibi olur:

dN j / dt = r jV

Gaz tepkimeleri iin kesikli reaktrler

ekilde, gaz faz tepkimeleri iin kullanlan iki tip kesikli reaktr gstermektedir. Reaktr Asabit hacimli (deiken basnl) reaktr ve reaktr B ise sabit basnl (deiken hacimli)reaktrdr. t=0 annda tm girdiler reaktre verilir ve tepkime balar.

2.2.1.4 Kesiksiz Ak Reaktrleri

Tam Kartrmal Tank Reaktr (CSTR)

Endstriyel proseslerde en ok kullanlan reaktr tipi srekli olarak kartrlan ve alan birtanktr. Bu tip reaktrler tam kartrmal tank reaktr (CSTR) veya geri kartrmal reaktr(BMR) olarak bilinir. CSTR normalde kararl halde iler ve genellikle olduka iyi bir

Basn

Hareketli

A

B


7/28

7

kartrma salanr. Bu son zelliin bir sonucu olarak, CSTR genel olarak kabn heryerindeki deriim, scaklk ve tepkime hznda herhangi bir konumsal deime olmayanreaktrlere rnek alnr. Scaklk ve deriim tepkime kabnn her yerinde ayn olmasndandolay, tankn k noktasndaki scaklk ve deriim de dier yerlerle ayndr. Buna gre,k akmndaki scaklk ve deriim ile reaktr iindeki deriim ve scakln ayn olduukabul edilir. Kartrmann ok ideal yani tam olmayan sistemlere tam kartrmal modeluygun deildir ve anlaml sonularn elde edilmesi iin alkonulma sresi dalm gibi bakamodelleme tekniklerine bavurulmas gerekir.


eklindeki genel mol denklik eitlii kararl halde alan bir CSTR reaktrne uygulandzaman,

dN j / dt = 0 olur.

Tepkime hznda konumsal bir deime olmaz yani, r jdV = Vr j dir. Bu CSTR iin tasarmeitlii olarak bilinen allm;

V= (F jo F j) / -r j eklini alr.

CSTR tasarm eitlii, j trnn giriteki F jo ak hzn ktaki F j hzna indirmek iingereken hacmi verir. CSTR de k akmndaki koullar (rnein scaklk) tank iindekilerile ayn olarak modellenmelidir. Molar ak hz F j, j nin deriimi ve hacimsel ak hz Vnin arpmdr.

F j = C j.V

Borusal Reaktr

Girdiler

rnler

Tam kar trmal tank reaktr


8/28

8

Kesiksiz ve geri beslemeli (CSTR) reaktrlerden baka endstride en ok kullanlan dier birreaktr tipi borusal reaktrdr. Bu silindir eklinde bir borudan ibarettir ve normalde CSTRgibi karar bir halde alr.

Borusal reaktrde girdiler reaktr boyunca akarken srekli olarak harcanr. Borusal reaktrnmodellemesinde deriimin reaktr boyunca eksen ynnde srekli olarak deitii kabuledilir. Sonu olarak, btn sfrnc mertebeden tepkimeler hari deriimin bir fonksiyonuolan tepkime hz da eksen boyunca deiecektir.


PFR nin tasarm eitliini gelitirmek iin kavramsal olarak reaktr her birinin iindekonumsal olarak tepkime hz ayn olan alt hacimlere, V, ayrlr.

y

Fjo Fj

y y

V

Fj(y) Fj(y+ y)

PFR

y uzaklndaki V alt hacminin giriinde j trnn molar ak hz F j(y) ile (y+y)uzaklndaki V hacminin kndaki molar ak hz da F j(y+y) ile gsterilirse, konumsalolarak uniform olan V alt hacminde;

r jdV = r jV

olur. Kararl halde alan bir borusal akm reaktrnde, dN j / dt =0 olduundan;

F j(y) F j(y+y) + r jV = 0

olur. Bu nedenle r j, y nin dolaysyla bir fonksiyonudur. Daha dorusu, reaktr dekonumunun bir fonksiyonu olan girdi deriiminin bir fonksiyonudur. V hacmi kesit alan,A, ile reaktr uzunluu, y nin arpmdr.


9/28

9

V = A.y

j y j y y j Ar y F F /)()(

elde etmek iin y ye bleriz. dxdf x f f xy x x x //lim )()(0

y, sfra giderken limit olarak,

-dF j/dy = -Ar j

Genellikle, bamsz deiken olarak reaktr uzunluu (y) den daha ok reaktr hacmine(V) sahip olmak en uygun yoldur.

Reaktr boyunca A kesit alan deien reaktrlerde tasarm eitliinin aynen kalacanadikkat edilmelidir. Aadaki ekilde gsterilen reaktr iin bu eitlik dorusal bir yekseninden daha ok V hacim eksenini kullanarak genelletirilebilir. j tr V hacmini batansona getikten sonra F j(V) molar ak hznn da V deki V hacmine girer. Alt hacim iindetepkime hznda konumsal deime olmad iin nceki gibi V olduka kk seilir.

V r dV r G j j j

Kararl alma dikkate alnarak eitlik yeniden dzenlenirse;

F j(V) F j(V+V) + r jV = 0(F j(V+V) F j(V) / V = r j

Tasarm eitliinin uygulamasndan karlan sonu nemlidir. Piston akl borusal reaktr(PFR) de ulalan tepkime ilerleme derecesi onun ekline bal deil sadece toplam hacmine baldr.

2.2.1.5 Endstriyel Reaktrler

Kesikli reaktrler, gelitirilmekte olan yeni prosesleri denemek, pahal rnleri retmek,

kesiksiz ilemler ile dnm zor olan prosesleri gerekletirmek amacyla yaplan kklekli almalarda kullanlr. Kesikli reaktr, girdilerin uzun zaman aralklaryla reaktrterk etmesi nedeniyle, elde edilen yksek dnm avantajna sahiptir. Fakat, birim retim bana yksek iilik maliyeti ve byk lekli retim zorluu gibi sakncalara da sahiptir.

Yar kesikli bir reaktr aslnda kesikli reaktr ile ayn stnlklere sahiptir. Fakat onlara ekolarak iyi bir scaklk kontrol ve girdilerden birinin dk bir deriimde olmas sayesindeistenmeyen yan tepkimelerin en aza indirilmesi yetenei gibi stnlkleri de vardr. Yarkesikli reaktr genellikle sv iinden srekli olarak kabarcklar halinde geen bir gaztepkimesi iin olduu gibi iki fazl tepkimeler iin de kullanlabilir.


10/28

10

Srekli kartrlan tank reaktr (CSTR), youn alkalama gerektii zaman kullanlr. CSTRya tek bana ya da bir CSTR bataryasnn veya serisinin bir paras olarak kullanlr. CSTRde iyi bir scaklk kontrol yapmak dierlerine gre kolaydr. Fakat reaktrn birim hacmi bana girdi dnm bakmndan ak reaktrleri arasnda en dk olma sakncasna dasahiptir. Sonu olarak, yksek dnm oranlar elde etmek iin ok byk reaktrlergerekir.

Borusal reaktr (yani piston akl reaktr, PFR,) n bakm hibir paras hareket etmediiiin nispeten kolaydr ve genellikle ak reaktrlerinin herhangi birisinin birim reaktr hacmi bana en yksek dnm orann salar. Borusal reaktrn sakncas, reaktr iinde scaklkkontrolnn zor olmasdr ve tepkime s veren tepkime olduu zaman scak noktalar olabilir.Borusal reaktr ounlukla ya uzun bir tp eklinde veya tpler dizisi olarak dzenlenmidaha ksa reaktrlerden birisi olarak bulunur. En homojen sv fazl ak reaktrleriCSTRlerdir. Halbuki en homojen gaz fazl ak reaktr borusal ak reaktrdr.

Sabit yatakl (dolgulu yatakl) bir reaktr aslnda kat katalizr tanecikleri ile doldurulmu bir borusal reaktrdr. Bu heterojen tepkime sistemi gaz tepkimelerini katalizlemek iin en okkullanlan sistemdir. Bu reaktr scaklk kontrol bakmndan dier borusal reaktrler ile aynzorluklara sahiptir ve buna ek olarak katalizr deitirmek de genellikle bir problemdir. Arasra gaz ak srasnda reaktr yatann baz ksmlarnn verimsiz kullanlmasna yol aan bir kanallama olur. ou tepkimeler iin sabit yatakl reaktrn stnl herhangi birkatalitik reaktrn katalizr arl bana en yksek dnm oran vermesidir.

Genel kullanmdaki katalitik reaktrlerin dier bir tipi de akkan yatakl reaktrdr. Akkanyatakl reaktrlerin ierikleri heterojen olsa bile ok iyi karmas, yatak boyunca dzenli birscaklk dalmnn elde edilmesi bakmndan CSTR ye benzer. Akkan yatakl reaktr neCSTR gibi ne de borusal reaktr (PFR) gibi modellenebilir. Kendisinin modeli gerekir.Scaklk hemen hemen batan sona ayndr, bylece scak noktalardan saknlr. Bu trreaktr ok byk miktarda besleme ile kat kullanabilir ve iyi bir scaklk kontrol salar.Bunun sonucu olarak da ok sayda uygulamada kullanlr.

2.2.1.6 Dnm Orannn Tanm

Dnm orannn tanmnda hesaplamaya temel olarak girdilerden biri seilir ve sonra butemel ile tepkimede bulunan dier trlerin ilikisi kurulur. Birok hallerde hesaplamayatemel olarak snrlayc girdinin seilmesi en iyisidir. Genel bir tepkimeyi gz nne alarakstokiyometrik bantlar ve tasarm eitlikleri gelitirilir.

dDcC bBaA

byk harfler kimyasal trleri, kk harfler stokiyometrik katsaylar gstermektedir.Hesaplama temeli olarak A tr ele alnrsa, tepkime eitliini;

Dad C ac Bab A )/()/()/(


11/28

11

eklinde ifade edebilmek iin tepkime eitliini A trnn stokiyometrik katsaysna blnr.Bu temele gre her bir byklk mol A bana olur.

Tepkimedeki trlerin her birinin mol says ile dierleri arasnda bir bant kurmann en

uygun yolu, dnm oran denilen bir bykln kullanlmasdr. Dnm oran, xA, balangtaki A nn bir mol bana tepkimeye girmi olan A nn mol saysdr.

xA= Tepkimeye giren A nn mol says / Beslenen A nn mol says

Buradan dnm oran tanm eitlii xA = (NAo- NA) / NAo olur.

Kolay ve ksa olmas iin, biz A alt indisi atlr. x = xA olur. Fakat oklu tepkimeler ve belli baz tepkime emalar sz konusu olduu zaman alt indisler dikkate alnr.

2.2.2. TASARIM ETLKLER

2.2.2.1 Kesikli Sistemler

Birok kesikli reaktrde bir girdi dierlerine gre daha uzun sre reaktrde kalr, ounluklagirdi ya bir dengeye ulancaya kadar ya da girdinin birisi tkeninceye kadar rne dnr.Sonu olarak, kesikli sistemlerdednm oran, x, girdilerin reaktrde kald zamann birfonksiyonudur. Eer NAo balangtaki A nn mol says ise, o zaman t sresinden sonratepkimeye girmi olan A nn toplam mol says (NAo.x) dr.

( Harcanan A mol says ) = ( Beslenen A mol says ).( Tepkimeye giren A molsays/Beslenen A mol says )

( Tepkimeye giren A mol says ) = ( NAo.x ) olur.

imdi, t sre sonra reaktrde kalan A nn mol says NAo ve x cinsinden ifade edilebilir.

( t srede reaktrdeki A mol says ) = (t=0 da reaktre beslenen balang mol says)- (Tepkime ile harcanan A mol says )

( NA ) = ( NAo ) ( NAo.x )

x dnm oranna ulatktan sonra reaktrdeki A nn mol says;

NA = NAo NAo.x = NAo ( 1-x )

Scaklk ve deriimde hibir konumsal deiiklik olmad zaman kesikli bir sistem iin Atrne gre mol denklii aadaki eitlie indirgenir.

V r dt dN A A ./

Bu eitlik, tepkime hacmi sabit olsun olmasn geerlidir. Genel tepkimede,

A+(b/a)B (c/a)C+(d/a)D

A girdisi harcanp tkenmektedir. Bu nedenle,


12/28

12

-dNA/dt= (-r A)V

eklinde kesikli reaktr mol denkliini elde etmek iin steki eitliin her iki taraf-1 ilearplr.

Ann harcanma hz olan r A, bu tepkimede _r A= kCACB hz eitlii ile verilmelidir.

Kesikli reaktrler iin, belli bir dnm oranna ulalmas iin girdilerin reaktrde ne kadarkaldklar ile ilgilenmeliyiz. Bu zaman belirlemek iin, NAonn balangta bulunan Annmol says olduu ve bu yzden de zamanla sabit kald gz nne alnarak,

NA= NAo- NAox

Zamana gre diferansiyelini alarak dnm oran cinsinden bir mol denkliinedntrlr.

dNA/dt=0- NAo(dx/dt)

Bu sonucun yukardaki eitlik ile birletirilmesi ile bir kesikli reaktrn diferansiyel tasarmeitlii elde edilir.

-NAo(dx/dt)=r AV

Reaktr analizlerinde sk sk karlalan tasarm eitlerinin diferansiyel ekli, zellikle detepkime hz verilerinin yorumu da faydaldr. Sabit hacimli reaktrler endstride ok skkullanlr. Kk lekli retim istendii zaman veya kesikli sistemlerde alma glkleriolduu zaman, tepkime srasndaki hacim deiimleri nemsiz olan sv fazndaki tepkimelerounlukla kesikli reaktrlerde gerekletirilir.

Adyabatik ya da izotermal reaktrlerde tepkime ilerlerken hacmi deien kesik li reaktrsistemlerinde hacim genellikle ya sadece zamann bir fonksiyonu olarak ya da yalnzcadnm orannn bir fonksiyonu olarak ifade edilebilir. Sonunda aada belirtildii gibi birdiferansiyel denklem elde edilir.

Vdt= NAo.dx / -r A

Bu eitlikler tepkimenin balad zaman ile herhangi bir t zaman arasnda integre edilir.V=V1 +V2 sin wt eitliine gre tepkimeye giren gazn bir piston ile bastrlmas gibi baz detkiler ile hacim zel bir ekilde deitirildii zaman, dnm oran ile zaman birbirine balamada kullanlabilecek eitlik,

x

A

t

radx N Vdt 0

00

/ dir.

Bununla beraber, hacmi zamann nceden deerlendirilmi bir fonksiyonu olmayan dahagenel bir kesikli reaktr iin. X dnm oranna ulamak iin gereken zaman,


13/28

13

)(

0

)/)/(t x

Ao V radx N t eitlii ile verilir.

2.2.3. HIZ YASALARI VE STOKOMETR

Kesikli bir reaktrde belli bir x dnm oranna ulamak iin gereken zamannhesaplanmas veya bir ak sisteminde verilen dnm oranna ulamak iin gereken reaktrhacminin hesaplanmas iin dnm orannn bir fonksiyonu olarak tepkime hznn bilinmesi gerekir. Tepkime hznn tepkimeye giren trlerin deriimlerine ball vederiime bal hz yasasndan dnme bal hz yasasna nasl dntrlecei hakknda bilgiler aada verilmektedir.

2.2.3.1. Temel Tanmlar

Homojen tepkime sadece bir tek faz ieren tepkimedir. Heterojen tepkime ise birden ok fazieren tepkimedir ve genellikle fazlar arasndaki yzeyde veya ok yaknda olur. Tersinmeztepkime sadece bir ynde yryen ve girdiler tkeninceye kadar devam eden bir tepkimedir.Dier taraftan tersinir tepkime belli denge deriimlerine karlk gelen girdi ve rnlerinderiimlerine bal olarak ayn anda her iki ynde de yryen tepkimedir. Tersinmez birtepkime denge koullar yokmu gibi davranr. Daha kesin konuursak, tamamen tersinmez

tepkime yoktur ama birok tepkimede denge noktas tersinmez tepkime saylabilecek kadarsaa kayar.

Tepkime Hz Sabiti

Aadaki paragrafta ele alnan kimyasal tepkimelerde, tepkime sonucu kaybolan girdilerden birisi olan A trnn hesaplama temeli olarak almaktayz. Genellikle snrlayc girdihesaplama temelimiz olarak seilir. Ann harcanma hz, r A, scaklk ve bileime baldr.Bir ok tepkime iin, o tepkimede yer alan eitli trlerin deriimleri (aktiflikleri) iletepkime hz sabitinin, k arpm olarak yazlabilir. rnein,

,...),()( B A A C C f T k r (3-1)

trlerin deriimlerine bal olan r A bu cebirsel eitlik kinetik eitlik veya hz yasas olarak bilinir.

Tepkime hz sabiti gerekten bir sabittir deildir fakat sadece tepkimede yer alan trlerinderiimlerinden bamszdr. k bykl spesifik tepkime hz (sabiti)olarak da bilinir. Ohemen her zaman kuvvetli bir ekilde scakla baldr. Gaz faz tepkimelerinde, o katalizre baldr ve toplam basncn bir fonksiyonu olabilir. Sv sistemlerde, toplam basncnfonksiyonu da olabilir ve buna ek olarak iyonik kuvvet ve zc seimi gibidier parametrelerde baldr. Normal olarak bu dier deikenler spesifik tepkime hzna


14/28

14

scakln etkisinden ok daha az etki gsterir. Bu nedenle burada sunulan bilgileriamalarna uygun olarak knn sadece scakla bal olduu kabul edilecektir. Bu kabulou laboratuar ve endstriyel tepkimelerde geerlidir ve olduka iyi alr grnr.

Spesifik tepkime hz, knn scakla balln, RT E AeT k /)( (3-2)

eklinde bir eitlie uygun olabildiini ilk kez neren Arrhenius byk bir sveli kimyacdr.Burada,

A=nstel faktr veya frekans faktr

E=aktifleme enerjisi,j/mol veya cal/mol

R=gaz sabiti,=8,314J/mol.K=1,987 cal/mol.KT=mutlak scaklk,K

Arrhenius eitlii olarak bilinen eitlik (3-2) olduka geni bir scaklk aralnda deneyselhata snrlar iinde bir ok tepkime hz sabitinin scakla kar davran verilerekdeneylerle dorulanmtr.

Aktifleme enerjisi, E, tepkime balamadan nce tepkimeye giren molekllerin sahip olmasgereken en az enerjiye eit saylmtr. Gazlarn kinetik kuramndan, e-E/RT faktr en azenerji Eye sahip olan molekller arasndaki arpmalarn kesrini verir. Bunun kabuledilebilir temel aklanmas olmasna ramen, bazlar Enin spesifik tepkime hzn scakla balayan bir deneysel parametreden baka bir ey olmadn ileri srmektedirler. Dieryazarlar bu yorumu hari tutarlar; rnein, Tolmann aktifleme enerjisi yorumu tm girdimolekllerinin ortalama enerjileri ve bizzat tepkimeyi meydana getiren molekllerinortalama enerjileri arasndaki fark eklindedir. Bununla birlikte, Arrhenius eitliininvarsaymlar kimyasal kinetiin en byk tek adm olarak deimen kalmtr ve onunyararll bugnde ve gelecek yzylda da unutulmayacaktr.

Aktifleme enerjisi tepkimelerin birka farkl scaklkta oluturulmasyla deneysel olarak

saptanabilir. Eitlik (3-2)nin doal logaritmas alndktan sonra, ln k=ln A-(E/R)(1/T) (3-3)

(1/T) ye kar (ln k) grafiinin eimi aktifleme enerjisi ile orantl olan bir doru olduugrlr.

Arrheniuseitliine benzer dier ifadelerde vardr. yle bir ifade gei hal kuramndantretilen ve eitlik (3-2)ye benzer bir ekil alan scaklk bantsdr:

k (T)=ATne-E/RT (3-4)

burada 0 1n dir.


15/28


16/28

16

2

2

2 '1 O

O N O N C k

kC r

hem k hem de k kuvvetli bir ekilde scakla baldr. Bir hz ifadesi yukarda yazld gibiolduunda, belli snrlayc koullar altnda bir tepkimeden sz edilir.

Spesifik tepkime hz, k,nn birimleri tepkime derecesi ile deiir.

A rnler

Gibi sadece bir tek girdi bulunan bir tepkimeyi gz nne alalm. Bu tip tepkime iin, hzsabitlerinin tipik birimleri ile birlikte sfrnc, birinci, ikinci, nc dereceden hz yasalaraada verilmitir.

Sfrnc derece : -r A=k k=mol/dm3.s (3-6)

Birinci derece : -r A=k CA k=s-1 (3-7)

kinci derece : -r A=k AC 2 k=dm3/mol.s (3-8)

nc derece : -r A=k AC 3 k=(dm3/mol)2.s-1 (3-9)

ok sayda gaz ve sv tepkimeleri iin aktifleme enerjisi, frekans faktr ve tepkimederecesi National Bureau Standartn sirkler ve eklerinde bulunabilir.

Basit Tepkimeler ve MolekleriteHer bir tre gre olan tepkime derecesi tepkimede yazld gibi, tepkimedeki her bir trnstokiometrik katsay ile belirlenen tepkimeler basit tepkimelerdir. rnein hidrojen iyodrver en hidrojen ile iyot arasndaki gaz faz tepkimesi:

H2+I2 2HI

Bu tepkime iin hz yasas

- k r H 2 22 I H C C dir.

Bazen basit bir tepkimenin daha kstlayc bir tanm ile karlalr ve o tanm tepkime iinmolekler yol veya mekanizma gerektirir.

Tepkime derecesi ve kinetik mekanizmalarn incelenmesinde, bazen bir tepkimeninmolekleritesine ba vurulur. Moleklerite tepkimenin hz snrlayc basamanda bulunan(arpan) atomlarn, iyonlarn veya molekllerin saysdr. Unimolekler, bimolekler,trimolekler terimleri tepkimenin herhangi bir basamanda arpan veya tepkimeye girensaysyla bir, iki, veya atom (veya molekl) bulunduunu gsterir.

Unimolekler tepkimenin en sk rastlanan rnei, toryum ve helyum vermek zerekendiliinden olan uranyum-238in alfa paracklar yaylmas gibi radyoaktif tepkimelerdir.


17/28

17

Eer hidrojen iyodr ve azot monoksitin oksitlenme tepkimeleri gerekte tm stokiometrik eitliklerde ad geen molekler trlerin basit bir arpmas ile meydana gelirse, onlarsrasyla bimolekler ve termolekler olacaklardr. Onlarn gerekten olup olmayacahakknda nemli bir phe vardr.

Tersinir Tepkimeler

Dier bir ikinci derece gaz faz tepkimesi iki benzen moleklnn bir molekl hidrojen ve birdifenil molekl oluturmak zere birlemesidir. Bu tepkime basit ve tersinir bir tepkimedir.

2C6H6 C12H10+H2

ileri ve geriye doru tepkime hz sabitleri k 1 ve k 2, benzene gre tanmlanacaktr.

Benzen (B) ileriye doru olan tepkime ile harcanyor.

2C6H6 1k C12H10+H2

Benzenin harcanma hz

B B C k r 2

1, (3-10)

olur. Eer, bu eitliin her iki tarafn-1 ile arparsak, biz ileriye doru olan tepkime iin benzenin oluma hz ifadesini elde ederiz.

B B C k r 2

1, (3-11)

Difenil (D) ve hidrojen (H2) arasndaki geriye doru olan tepkime iin,

C12H10+H2 2k 2C6H6

Benzenin oluma hz, u ekilde verilir.

22, H D g B C C k r (3-12)

Benzenin net oluma hz ileri doru tepkime hz, eitlik (3-11) ve geriye doru olan tepkimehz, eitlik (3-12)nin toplamdr:

r B=r B,net=r B,i+r B,g (3-13)

r B=-k 122

2 H D B C C k C (3-14)


18/28

18

eitlik (3-14)n her iki tarafn(-1) ile arparak benzenin harcanma hz,-r B, iin hz yasasnelde ederiz:

-r B=k 1 22

)/( 212

122

H D B H D B C C k k C k C C k C (3-15)

-r B=k 1 c H D B K C C C /( 22 (3-16)

burada k 1/k 2=K c=deriime gre denge sabitidir.

Denge sabiti s veren tepkimeler iin scakln artmasyla azalr ve s alan tepkimelerdescakln artmasyla artar.

Stokiometrik Tablo

Her hz yasas birden fazla tre bal ise, farkl trlerin her birinin deriimleri arasnda biriliki kurulur. Bu iliki stokiometrik tablo yardm ile kolayca kurulabilir. Bu tablo tek birtepkime de tepkimeye giren molekller arasndaki stokiometrik balantlar gsterir. Yani bize bir kimyasal tepkime srasnda baka bir trn belli sayda molekl kaybolurken birtrn ka molekl oluacan syler. Bu bantlar genel bir tepkime hz iin tretilecektir.

aA+bB cC+dD (3-17)

Yine hesaplama temeli olarak A alnrsa, tm stokiometrik katsaylar Ann stokiometrikkatsaysna blnr.

A+(b/a)B (c/a)C+(d/a)D (3-18)Stokiometrik katsaylarn oran tepkime de bulunan eitli trlerin bal tepkime hzlarnelde etmek iinde kullanlr. Tepkime (3-18) iin, biz harcanan her A mol iin c/a molCnin ortaya ktn grebiliriz. Dier bir deyile,

Cnin oluum hz=(c/a) (Ann kaybolma hz)

r c=(c/a) (-r A)=-(c/a) r A

Buna benzer ekilde C ve Dnin oluum hzlar arasndaki bant yle olur.

r C=(c/d) r D

bu bantlar tepkimenin stokiometrisinden dorudan da yazlabilir.

aA+bB cC+dD (3-19)

d

r

c

r

b

r

a

r Dc B A (3-20)

Kesikli Sistemler


19/28

19

Bir tepkime de tepkimeye giren ve kan trlerin mol saysn belirlemek iin stokiometriktablo oluturulur. Bu stokiometrik tablo u ekilde oluturulur.

Belirlitrler

Balangtakimol says

Deiim Kalan mol says

A0 A

N - ).( X N o A

NA=0 A

N - ).( X N o A

BO B

N -(b/a)).( X N

o A

NB=0 B

N -(b/a) ).( X N o A

CoC

N +(c/a)).( X N

o A

NC= X N ac N oaC

.)/(0

Do D

N +(d/a)).( X N

o A

ND= X N ad N oo

A D .)/(

2.2.3.2 Sabit Hacimli Tepkime Sistemleri

Tepkime ilerlerken tepkimeye giren sistem hibir hacim deiimine uramazsa, eitliklerin bazlarn basitletirmemiz mmkndr. Bu sistemlere ya hacmin ya da younluun tepkimeilerlerken sabit kalmasndan dolay sabit hacimli veya sabit younluklu sistemler denir. Gazfazndaki kesikli sistemlerde, reaktr genellikle iindeki basn veya scakl lmek iinuygun aletler ile kapatlm bir kaptr. Bu kabn iindeki hacim sabittir ve deiemeyecektir bu yzden sabit hacimli bir sistemdir. Laboratuarlardaki bomba tipli reaktr bu tip reaktrlertipine bir rnektir.

Sabit hacimde gaz faz tepkimesi prosesin dier bir rnei rnlerin mol saylar girdilerinmol saylarna eit olduu zaman olur. Kmrn gazlatrlmasnda ve dier birok prosestenemli olan su-gaz deitirme tepkimesi bunlardan biridir.

CO+H2O CO2+H2

Bu tepkimede 2 mol girdi 2 molrn oluur. Girdi molekllerinin says ayn basn vescaklkta rn molekllerinin says ile eit olduu zaman, eer koullar ideal gaz yasasnn

uygulanabilecei koullar ise veya rn ve girdilerin sktrlabilme faktr yaklak olarakeitse, tepkime karmnn hacmi deimeyecektir.


20/28

20

zeltide olan sv faz tepkimeleri iin, zc genellikle duruma hakimdir. Sonu olarak,znenin younluundaki deime, zeltinin toplam younluunu pek etkilemez ve buyzden o aslnda sabit hacimli bir tepkime prosesidir. ou sv fazdaki organik tepkimelertepkime srasnda younluklarn pek deitirmez ve hala sabit hacim basitletirmesiuygulanabilecek baka bir hali temsil ederler. Bu genel kuraln nemli bir ayrcal polimerleme prosesleridir.

Yukarda tanmlanan sabit hacimli sistemler iin,deriim ve dnm birbirine balayanifadeler aada gsterilmitir.

V= V0

CA= )1()1(

0 xC V

x N o A

o

A

o

B A B V

xab N C o

)/(= xabC B Ao )/(

CC= xacC c Ao )/(

CD= xad C D Ao )/(

2.2.3.3 Akm Sistemleri Kesiksiz bir ak sistemi iin stokiometrik tablonun oluturulmas gerekte Nnin F ile yerdeitirmesi hari, kesikli bir sisteminkine benzer. Temel olarak Ay alarak,

A+(b/a)B (c/a)C+(d/a)D

Elde etmek iin tm terimler Ann stokiometrik katsaysna blnr. Bir ak sistemi iin,verilen bir noktadaki CA deriimi o noktadaki hacimsel ak hz,v, ve FAdan belirlenebilir.,yani,

litremol

zamanlitre zamanmol

v

F C A A /

/ (3-21)

imdi genel bir tepkimenin A,B,C ve D deriimlerini giriteki molar ak hzlar, dnmoran ve hacimsel ak hz cinsinden yazarsak;


21/28

21

v

x F ad F

v

F C

v

x F ac F

v

F C

v

x F ab F

v

F C

xv

F

v

F C

oo

oo

oo

o

A D D D

AC C C

A B B B

A A A

.)/(

.)/(

.)/(

)1(

(3-22)

2.2.3.4 Tepkime ile Hacim Deiimi

Ak hz olduka sk deien bir durum girdi ve rnlerinin mol saylar eit olmayan gazfaz tepkimeleridir. rnein amonyak sentezi.

Az ok olan baka deiken sistemli bir hal, zamanla hacmi deien kesikli reaktrlerdekihaldir. Bu duruma bir rnek iten yanmal motorlardaki yanma odas ve atelenirken birateli silahn namlusu iinde genleen gazdr.

Aadaki hal eitlii kullanlarak, bir kesikli sistemde hacmin, V, (veya bir ak sistemindehacimsel ak hznn, v,) dnm orannn bir fonksiyonu olarak ifade edilmesiylederiimler belirlenir.

PV=ZNTRT (3-23)

Burada V ve NT srasyla hacim ve toplam mol saysdr. T=scaklk ,K,

P= toplam basn, atm

Z=sktrlabilme faktr

R gaz sabiti=0,08216 dm3.atm/mol.K

Bu eitlik herhangi bir t zamannda sistemin herhangi bir noktasnda geerlidir. t=0(yani

tepkimenin balangcnda ) eitlik (3-23)PoV0=Zo NToRTo (3-24)

Olur. Eitlik (3-23) eitlik (3-24) e blnerek yeniden dzenlenirse

oT

T

oo

oo N

N

Z Z

T T

P

P V V (3-25)

eitliini verir. Bir V hacmini X dnm orannn bir fonksiyonu olarak ifade edersek;

X N N N AT T .00 (3-26)


22/28

22

bu eitliin tm terimlerini0T

N a blersek

X y X N

N

N

N O

o

o

o

A

T

A

T

T ..1.1

(3-27)

burada,O A

y balangta bulunan Ann mol kesridir. Eer genelletirilmi eitlikteki tmtrler gaz faznda ise, o zaman

1)/()/()/( abacad

tepkime tamamland zaman toplam mol saysndaki deime/reaktre beslenen toplammol says

yazlarak eitlik basitletirilir. Bu semboller ile gsterilirse,

)/()/( acad olur.

2.2.4 TEK REAKSYON N TASARIM

Bir akkan ileminin pek ok yolu vardr. Tek bir kesikli ve akl reaktrde ara safhalarda beslemenin mmkn olduu bir reaktr zincirinde veya deiik besleme oranlar vekoullarn kullanlan bir reaktrde gerekletirilebilir. Bunlardan hangisi kullanlmaldr?sorusuna ise birok faktr gz nnde bulundurulduunda cevap verilebilir. Reaksiyon tipioperasyon ve cihaz maliyeti, emniyet ve kararllk, operasyondaki elastikiyet, cihaz mr,retilmesi beklenen rn iin gerekli zaman ve cihazlarn farkl alma koullarna, yeniveya deiik proseslere dntrebilme kolaylnn salanmas gibi faktrler buna rnekolarak verilebilir. Birok faktrn dikkate alnmas ve sistemlerde geni bir seim ansnnolmas nedeniyle optimum dzenei vererek iyi bir forml yoktur. Tecrbe, mhendislikmuhakemesi ve eitli reaktr sistemlerinin karakteristik bilgilerinin tm iyi bir tasarmnseilmesinde gereklidir.

Seilen reaktr sistemi, ihtiya duyulan birimlerin boyutunun belirlenmesi ve oluanrnlerin orannn sabitlenmesi ile prosesin ekonomisini etkileyecektir. lk faktr olanreaktr hacmi tasarmlarn deitirilebilir ve kontrol edilebilir.

Bu konuda gerekli stokiometrik ve denge balantlar olan tek bir hz denklemi kullananreaksiyonlarla ilgilialmalardan bahsedilmektedir. Bu reaksiyon tiplerinde rn dalmsabittir.

Tasarmlarn kartrlmasndaki nemli faktr hacmidir.

2.2.4.1 Reaktrler in Boyutlarn Kyaslanmas


23/28

23

Kesikli reaktr

Kesikli Reaktrlerin Avantajlar

Ekipman maliyetidktr.

Operasyona esneklik getirir ( retim kolaylkla ve abucak durdurulabilir. )

Kk miktarda malzeme retmek iin uygundur.

Bir ok deiik rn retim kullanabilir.

Kesikli Reaktrlerin Dezavantajlar

Yksek i gc ve alma maliyeti gerektirir.

Boaltma, temizleme ve yeniden doldurma iin gereken sre uzundur. rnn kalite kontrol zordur.

ve 2 Derece Reaksiyonlarda Kartrmal ve Trbler Akl Reaktrlerin Karlatrlmas

Karlatrmay n. derece hza gre yaparsak;

n A

A A kC dt

dN V

r 1

n deeri 0 ile 3 arasnda deimektedir. Kartrmal reaktr iin eitlik yazlrsa,

n A

n A A A

n AO A

A AO

m AO

AOm X

X X kC r

X C F

V C )1(

)1(11

Trbler akl reaktr iin ise ,

A A X n

A

An

A An

AO

X

A

A AO

P AO

AO p X

dX X kC r

dX C

F V C

01

0 )1()1(1

eitlii yazlr. ki eitlii oranladmzda;

P

X

A

n

A

A A

m

n

A

A A A

p AO

AO

m AO

AO

P N AO

mn

AO

A

dX X

X

X X

X

F V C

F V C

C C

0

1

1

11

11

)()(

Sabit hacimde 0 iin,


24/28

24

p

n A

mn

A

A

pn

AO

mn

AO

n X

X X

C

C

11)1(

)1(

)()(

11

1

n 1

Veya

p A

m A

A

pn

AO

mn

AO

X

X X

C C

)1ln(

1

)()(

1

1

n = 1

2.3. OKLU REAKTR SSTEMLER

Seri ve paralel bal olarak trbler akl reaktrler N tane trbler akl reaktrn seri baland ve X1 X 2 ve X N nin reaktr terk eden komponent A nn dnm olduunuvarsayalm. lk reaktrdeki A nn besleme hz zerinde madde denklii temel olarak i.reaktr iin eitlik,

1

1

X

X AO

r

dX

F

V veya N tane seri reaktr iin;

N N

N

x x

x

x

x

x

x

N N

i o

i

Ao r dx

r dx

r dx

r dx

F V V V

F V

F V

000

21

11

2

1

1

0

........

sonu olarak toplam hacmi V olan N tane seri bal tbler akl reaktr hacmi V olan birtrbler akl reaktrdeki ayn dnm verir.

Paralel veya seri olarak balanan trbler akl reaktr iin, eer besleme aynkompozisyonu ieriyorsa, tmsistem ayr ayr birimlerin toplam hacmine eit olan tek birtrbler akl reaktrn hacmine eit olarak dnlebilir. Paralel reaktrler iin V/p veya

2.3.1 Eit Hacimde Seri Balanan Kartrmal Reaktrler

Trbler akl reaktrlerde, reaktant konsantrasyonu sistem boyunca yava yavaazalmaktadr. Kartrmal reaktrde ise konsantrasyon hemen dk bir deere ulamaktadr.Bu gerek nedeni ile; n. derece tersinmez reaksiyonlar (n>0). Hzlar reaktant konsantrasyonuile artan r eaksiyonlar iin trbler akl reaktr kartrmal reaktrden daha etkindir.

N tane kartrmal reaktrn seri baland bir sistem dnelim. Her bir reaktrdekonsantrasyon ayn olmasna ramen, reaktrden reaktre akkan hareket ettike


25/28

25

konsantrasyonda bir deiim olmaktadr. Konsantrasyondaki bu dme daha fazla reaktrnseri olarak balanmasn nerir. Bu durumda da sistemin davran fazla trbler aklreaktr sisteminde yaklamaktadr.

N tane eit hacimli seri balanan kartrmal reaktrn davrann deerlendirelim:olarak, kartrmal reaktrlerle dnmnden daha ok konsantrasyona bal denklemlergelitirmek daha uygundur.

1. derece reaksiyonlar:

A

iiiii r

X X C V F

V C )( 100

0

= 0 olduundan konsantrasyona bal olarak yazlabilir.

i

i

i

iii C k

CiC C k

C C C C C ..

/1()/1( 10100

veya ii

i k C

C .11

Btn eit Vi hacmindeki reaktrlerde proses sresi veya ortalama kalma sresi ayndr.

N i

N

N

N N k C C

C C

C C

X C C

).1(......11 1

2

1

1

00

btnolarak sistem iin yeniden dzenleme yapldnda;

1.

/1

0,

N

N ireaktr N C

C

k N

N

N , bu eitlikte trbler akl denkleme dnmektedir.

C C

k p0ln1

bu son iki eitlikte, N tane seri reaktrn performansn tek bir trbler akl reaktrle veyatek bir kartrmal reaktrle karlatrlabilir.

1.derece reaksiyonlar;1. derece reaksiyona benzeyen prosedrle iki molekll 2. derece birreaksiyon iin de seri bal kartrmal reaktrlerin performansn deerlendirebiliriz.Seri bal N tane reaktr iin;

ii

N k C k C 0412...12....122(41


26/28

26

ancak pk C C C

00 1

olarak bulunur.

2.4. DEAL REAKTR SSTEMNN EN Y EKLDE DZENLENMES

Verilen bir saf ideal reaktrlerin en etkili kullanm iin aadaki kurallar izlenmelidir.

Hz konsantrasyon erisi artan bir reaksiyon iin(n>0) reaktrler seri

balanmaldr. Eer n>1 ise reaktrler reaktant konsantrasyununu mmkn olduu kadaryksek, eer n1 iin birimlerin sralanmas tbler, kk kartrmal ve bykkartrmal ekilde ve n


27/28

27

T=355.025 K

k= 25exp( ( - ))=18.014 k=18.014 bulunur.

K C =K C(T2) ( ) denkleminden;

K C=3.exp( ( - ))

K C=2.56

Xd=

Xd= =0.719

-r A=kcAo(1- )x)

-r A=( )(10)( )0.5)

-r A=54.89

=( )

=0.068 m3


28/28

reaktör tasarım son hali

Documents

Transcript of reaktör tasarım son hali