化學(xué)反應(yīng)工程：第五章 連續(xù)流動(dòng)釜式反應(yīng)器復(fù)習(xí)

1、Chemical Reaction Engineering第五章 連續(xù)流動(dòng)釜式反應(yīng)器(CSTR) (Continuous Stirred Tank Reactor)5.1 CSTR基本特征一、CSTR 特點(diǎn)全混流連續(xù)流入，連續(xù)流出 濃度均一，溫度均一 （well-mixed reactor）連續(xù)PFRChemical Reaction Engineering二、CSTR的基本運(yùn)算基本方程（等溫等容）進(jìn) = 出 + 反應(yīng)掉 + 積累空時(shí)PFR中集中參數(shù)代數(shù)式分布參數(shù)取微元積分Chemical Reaction Engineering5.2 CSTR中的均相反應(yīng)Chemical Reaction

2、EngineeringCSTR中的可逆反應(yīng)Chemical Reaction EngineeringCSTR中平行反應(yīng)V對(duì)A： 對(duì)P：Chemical Reaction EngineeringCSTR中串聯(lián)反應(yīng)V對(duì)A： 對(duì)P：Chemical Reaction Engineering二、圖解法Chemical Reaction Engineering比較xA越大，相差越大n=1n=2n越大，相差越大Chemical Reaction Engineering5.3CSTR中的濃度分布與返混CSTR V PFR L 表明：CSTR中空間上的逆向流動(dòng)（返混）與PFR的差別取決于反應(yīng)速率的濃度效應(yīng)一、

3、CSTR中的濃度分布Chemical Reaction Engineering管式循環(huán)反應(yīng)器循環(huán)比對(duì)A點(diǎn)作衡算Chemical Reaction Engineering循環(huán)反應(yīng)器計(jì)算對(duì)小系統(tǒng)，是PFR：對(duì)大系統(tǒng)：所以：Chemical Reaction Engineering圖解法Chemical Reaction EngineeringChemical Reaction Engineering結(jié)論：循環(huán)操作的結(jié)果與CSTR中的返混一致，導(dǎo)致符合返混特征經(jīng)驗(yàn)表明：接近于CSTR特征Chemical Reaction Engineering循環(huán)反應(yīng)器與CSTR 比較達(dá)到相同結(jié)果時(shí)的空時(shí)差別循環(huán)反

4、應(yīng)器CSTRChemical Reaction Engineering當(dāng)R=20，循環(huán)反應(yīng)器特征與CSTR相近； 此時(shí)循環(huán)反應(yīng)器內(nèi)愈接近； n大，反應(yīng)速率對(duì)濃度愈敏感，因此 的差別增大；Chemical Reaction Engineering5.4 返混的分析討論返混是連續(xù)化過(guò)程的伴生結(jié)果Batch ReactorCSTR 返混重要的工程因素返混與反應(yīng)器型式無(wú)關(guān)，與操作方式有關(guān)。間歇反應(yīng)釜連續(xù)CSTR管式PFR循環(huán)管式反應(yīng)器理想，無(wú)返混存在返混Chemical Reaction Engineering返混的結(jié)果a.反應(yīng)物濃度降低，產(chǎn)物濃度升高濃度均勻化b.造成反應(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間分布（下一章）若

5、 n=1， xA=0.99， r/r0=1/100 n=2， xA=0.99， r/r0=1/10000低濃度，低反應(yīng)速率存在分布返混的起因a. 空間上的反向流動(dòng)（狹義）b. 不均勻的速度分布（廣義）Chemical Reaction Engineering返混反應(yīng)物濃度普遍下降產(chǎn)物濃度普遍上升反應(yīng)速率反應(yīng)選擇性返混對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響返混改變了理想反應(yīng)器中的濃度分布集中參數(shù)工程因素動(dòng)力學(xué)因素反應(yīng)工程理論思維方法混合與返混間歇同樣經(jīng)歷（相同性質(zhì)、相同濃度）的物料之間的混合連續(xù)不同經(jīng)歷（不同性質(zhì)、不同濃度）的物料之間的混合是不同時(shí)刻進(jìn)入反應(yīng)器的物料之間的混合，稱(chēng)為返混Chemical Reaction Engineering 對(duì)反應(yīng)有影響 生產(chǎn)能力下降 定態(tài)操作，容易控制，穩(wěn)定間歇非定態(tài)連續(xù)強(qiáng)化放大過(guò)程中的返混影響工程因素與尺寸有關(guān)小試PFR中試（能保證平推流嗎？）濃度效應(yīng)返混的利弊？返混程度由冷模試驗(yàn)確定RTD分布（下一章）大型冷模假物料，真設(shè)備Chemical Reaction Engineering改善措施有利強(qiáng)化（攪拌、循環(huán)操作）不利限制（橫向分割、縱向分割）或填料