リサイクルパージプロセス
【例題】 リサイクル・パージ操作を含むアンモニア合成反応で、各成分の流量が H2 75 kg-mol/hr, N2 25 kg-mol/hr , メタン 1 kg-mol/hr である補給原料を供給する。メタンが不活性ガス成分である。反応器の一回通過転化率を 0.15 とし、パージガス流量を 5〜30 kg-mol/hrと設定した場合の総括収率を求める。
【解】上図のように各未知流量を未知数 x 1,x 2,x 3,x 4とする.
物質収支式をたてる.
@系全体の収支
100 = x 3
+ 2 x 4
A反応器まわりり収支 (原料)×( 1-(一回通過転化率)) =(未反応物)
(100 + x 1
) ( 1 - 0.15 ) = x 3
+x 1
B制約条件1 : リサイクル流れとパージ流れは組成が同じ
x 1/ x
2 = x 3
/ 1
C制約条件2:・ 反応器入り口ガス中のイナートガス濃度の制限
(制限濃度)
・または総括収率K
100(1-K ) = x 3
以上で未知数4つの非線型連立方程式を解く問題となる。