反應(yīng)器基本理論課件

第一章反應(yīng)器基本理論第一節(jié)理想反應(yīng)器、基本的反應(yīng)器型式二、連續(xù)操作反應(yīng)器的流動特性——返混三、理性反應(yīng)器第一節(jié)理想反應(yīng)器反應(yīng)器選型設(shè)計和優(yōu)化數(shù)學(xué)模型反應(yīng)器中的流動狀況影流動對實際過程響反應(yīng)結(jié)果模型的簡化基本方法模型→/非理想建立模型的理想模型、基本的反應(yīng)器形式間歇操作的攪拌釜BatchStirredTankReactor(BSTR)特點:物料一次加入,一起放出,全部物料反應(yīng)時間相同釜內(nèi)各點溫度和濃度可以達(dá)到均勻一致;反應(yīng)物料的溫度和濃度等操作參數(shù)隨時間而變,不隨空間位置而變。優(yōu)點」裝置簡單、操作方便、靈活、適應(yīng)性強,應(yīng)用廣缺點殳備利用率不高,勞動強度大,不易自動控制,產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定連續(xù)操作管式反應(yīng)器PistonFlowReactor(PFR)特點:一端加入反應(yīng)物,一端引出,c,V沿流動方向逐漸降低;定常態(tài)時,各參數(shù)不變優(yōu)點:設(shè)備利用率高,節(jié)省勞力,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,易于控制,適合于大規(guī)模生產(chǎn)連續(xù)操作攪拌釜ContinuedStirredTankReactor(CSTR)特點:強烈攪拌,反應(yīng)器內(nèi)各點T,n相同,物料隨進(jìn)隨出,出口物料n與釜內(nèi)反應(yīng)物相同進(jìn)料料優(yōu)點:反應(yīng)物的濃度、溫度及ν保持恒定不變,對自催化反應(yīng)有利缺點:釜內(nèi)n很低,V很慢,達(dá)到同樣的x,需要的vR較大圖2-4-4自催化反應(yīng)的反應(yīng)速度二、連續(xù)操作反應(yīng)器的流動特性-返混1混合現(xiàn)象的分類流體粒子(微元)在空間順序上的混合一空混流體在反應(yīng)器內(nèi)流動,不論其因何種原因而產(chǎn)生的流體粒子在反應(yīng)器內(nèi)相對位置發(fā)生變化而造成的物料微元之間的混合,稱為空間混合,簡稱空混?？栈?0空混越大,傳質(zhì)越快,傳熱越好,各位置的空混=∞濃度、溫度的差異就越小,導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)濃度、溫度的均勻。按混合對象的年齡來分對仍留在反應(yīng)器中的物年齡物料在反應(yīng)器中已經(jīng)停留的時間。料而壽命物料在反應(yīng)器中總共停留的時間一反應(yīng)器的物料而言(1)相同年齡物料之間的混合—同齡混合例如:間歇反應(yīng)過程中攪拌引起的混合(1)不同年齡物料之間的混合返混具有不同停留時間的粒子(微元)的逆向混合,稱為返混。所謂逆向是指時間順序上的顛倒,比如先進(jìn)入反應(yīng)器的物料的粒子后流出反應(yīng)器,而后進(jìn)入反應(yīng)器的物料的粒子卻先流出反應(yīng)器。例如:連續(xù)流動的釜式反應(yīng)器冷流體粒子(微元)在時間順序上的混合返混應(yīng)燃有的返混=0在連續(xù)操作的反應(yīng)器中,返混的程度越大,顯著地降低了反應(yīng)物的濃度。一般來說,返混對反應(yīng)來說是一個不返混=0o利的因素,它影響反應(yīng)器的生產(chǎn)能力2返混與停留時間分布停留時間分布RTD(residencetimedistribution)在連續(xù)反應(yīng)器中,同時進(jìn)入反應(yīng)器的物料粒子,有的很快從出口流出有的則經(jīng)過很長時間才從出口流出,停留時間有長有短,形成一定的分改變反應(yīng)