任務(wù)一間歇操作釜式反應(yīng)器設(shè)計(jì)

IV復(fù)合復(fù)雜反應(yīng)在反應(yīng)系統(tǒng)中，同時(shí)進(jìn)行有可逆反應(yīng)、平行反應(yīng)和連串反應(yīng)，該系統(tǒng)進(jìn)行的反應(yīng)稱為復(fù)合復(fù)雜反應(yīng)。如：復(fù)雜反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程通常采用下述方法進(jìn)行計(jì)算：a將復(fù)雜反應(yīng)分解為若干個(gè)單一反應(yīng)，并按單一反應(yīng)過程求得各自的動(dòng)力學(xué)方程；b在復(fù)雜反應(yīng)系統(tǒng)中，某一組分對化學(xué)反應(yīng)的貢獻(xiàn)通常用該組分的生成速率來表示。某組分可能同時(shí)參與若干個(gè)單一反應(yīng)時(shí)，該組分的生成速率應(yīng)該是它在各個(gè)單一反應(yīng)中的生成速率之和，即：例1-3解題思路：1、能正確將復(fù)合復(fù)雜反應(yīng)分解為簡單反應(yīng)2、某組分若同時(shí)參與若干個(gè)單一反應(yīng)時(shí)，該組分的生成速率應(yīng)該是它在各個(gè)單一反應(yīng)中的生成速率之和。加和計(jì)算時(shí)注意不要搞錯(cuò)符號，漏掉化學(xué)計(jì)量系數(shù)。三、反應(yīng)器計(jì)算的基本內(nèi)容和基本方程（一）反應(yīng)器計(jì)算基本內(nèi)容主要包括三項(xiàng)內(nèi)容：1、選擇合適的反應(yīng)器類型根據(jù)反應(yīng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性，結(jié)合反應(yīng)器的流動(dòng)特征和傳遞特性，選擇合適的反應(yīng)器，以滿足反應(yīng)過程的需要，是反應(yīng)結(jié)果最優(yōu)。2、確定最優(yōu)的操作條件如反應(yīng)器的進(jìn)口物料配比、流量、溫度、壓力和最終轉(zhuǎn)化率，直接影響反應(yīng)器的反應(yīng)結(jié)果，也影響反應(yīng)器的生產(chǎn)能力。3、計(jì)算所需的反應(yīng)器體積反應(yīng)器體積的確定是反應(yīng)器工藝設(shè)計(jì)計(jì)算的最核心內(nèi)容。反應(yīng)器計(jì)算的基本方程1、描述濃度變化的物料衡算式依據(jù)：質(zhì)量守衡定律?；鶞?zhǔn)：取溫度、濃度等參數(shù)保持不變的單元體積和單元時(shí)間作為空間基準(zhǔn)和時(shí)間基準(zhǔn)。衡算式：對任一組分A在單元時(shí)間Δτ、單元體積ΔV：[A的積累量]=[A的進(jìn)入量]-[A的離開量]-[A的反應(yīng)量]目的：給出反應(yīng)物濃度或轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)器內(nèi)位置或時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系。2、熱量衡算式依據(jù)：能量守衡定律?；鶞?zhǔn)：取溫度、濃度等參數(shù)保持不變的單元體積和單元時(shí)間作為空間基準(zhǔn)和時(shí)間基準(zhǔn)。衡算式：在單元時(shí)間Δτ、單元體積ΔV內(nèi)（以放熱反應(yīng)為例）：[積累的熱量]=[原料帶入的熱量]+[反應(yīng)產(chǎn)生的熱量]-[出料帶走的熱量]-[傳給環(huán)境或熱載體的熱量]目的：給出溫度隨反應(yīng)器內(nèi)位置或時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系。3、動(dòng)量衡算式以動(dòng)量守恒與轉(zhuǎn)化定律為基礎(chǔ)，計(jì)算反應(yīng)器的壓力變化。4、動(dòng)力學(xué)方程對于均相反應(yīng)，需要有本征動(dòng)力學(xué)方程；對于非均相反應(yīng)，應(yīng)該包括有相際傳質(zhì)過程在內(nèi)的宏觀動(dòng)力學(xué)方程。四、間歇操作釜式反應(yīng)器體積和數(shù)量計(jì)算每天處理物料總體積VD（或反應(yīng)物料每小時(shí)體積流量V0）或V0=FA0/CA0=W0/ρ操作周期——指生產(chǎn)第一線一批料的全部操作時(shí)間，由反應(yīng)時(shí)間（生產(chǎn)時(shí)間）τ和非生產(chǎn)時(shí)間τ‘組成。反應(yīng)時(shí)間理論上可以用動(dòng)力學(xué)方程式計(jì)算，也可根據(jù)實(shí)際情況定。設(shè)備裝料系數(shù)——設(shè)備中物料所占體積與設(shè)備實(shí)際容積之比，其具體數(shù)值根據(jù)實(shí)際情況而變化，參見表2-5。1、給定V，求n按設(shè)計(jì)任務(wù)每天需要操作的總次數(shù)為：每個(gè)設(shè)備每天能操作的批數(shù)為：則需用設(shè)備個(gè)數(shù)為：n’需取整數(shù)n，n＞n’。因此實(shí)際設(shè)備總能力比設(shè)計(jì)要求提高了，其提高的程度稱為設(shè)備能力的后備系數(shù)，以δ表示，則：反應(yīng)器有效體積按下式計(jì)算：2、給定n，求V已知每小時(shí)處理物料體積V0與操作周期，則需要設(shè)備的總?cè)莘e為：求得設(shè)備總?cè)莘e后，可查得系列設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)選用決定設(shè)備的容積V和個(gè)數(shù)n。講解例題2-4江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院教案首頁本學(xué)期授課次序授課班級15化工01班課題名稱任務(wù)二間歇操作釜式反應(yīng)器設(shè)計(jì)教學(xué)目的要求1、掌握間歇操作釜式反應(yīng)器的動(dòng)力學(xué)計(jì)算法2、掌握了解恒容非恒溫間歇反應(yīng)3、掌握間歇操作釜式反應(yīng)器直徑和高度的計(jì)算4、掌握設(shè)備之間的平衡計(jì)算教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)間歇操作釜式反應(yīng)器的動(dòng)力學(xué)計(jì)算法、設(shè)備之間的平衡計(jì)算教學(xué)程序設(shè)計(jì)次序內(nèi)容計(jì)劃時(shí)間（min）1234567點(diǎn)名、回顧上節(jié)課內(nèi)容間歇操作釜式反應(yīng)器的動(dòng)力學(xué)計(jì)算法例題講解間歇操作釜式反應(yīng)器直徑和高度的計(jì)算設(shè)備之間的平衡計(jì)算例題講解小結(jié)520201020105作業(yè)：小結(jié)：任務(wù)一間歇操作釜式反應(yīng)器設(shè)計(jì)工作任務(wù)：根據(jù)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)條件和工藝要求進(jìn)行間歇操作釜式反應(yīng)器的工藝設(shè)計(jì)預(yù)備知識：五、間歇操作釜式反應(yīng)器的動(dòng)力學(xué)計(jì)算法以反應(yīng)物A為關(guān)鍵組分，A的反應(yīng)速率記作rA，根據(jù)間歇反應(yīng)器的特點(diǎn)，在單位時(shí)間內(nèi)對整個(gè)反應(yīng)器作物料衡算：00即：或=積分得：（間歇反應(yīng)器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)式）恒容時(shí)講解例題2-5間歇操作釜式反應(yīng)器直徑和高度的計(jì)算一般攪拌反應(yīng)釜的高度與直徑之比H/D=1.2左右，釜蓋與釜底采用橢圓形封頭，如圖所示。由工藝計(jì)算決定了反應(yīng)器的體積后，即可按下式求得其直徑與高度：所求得的圓筒高度及直徑需要圓整，并檢驗(yàn)裝料系數(shù)是否合適。確定了的反應(yīng)釜的主要尺寸后，其壁厚、法蘭尺寸以及手孔、視鏡、工藝接管口等均可按工藝條件由標(biāo)準(zhǔn)中選擇設(shè)備之間的平衡當(dāng)產(chǎn)品由多道工序經(jīng)間歇釜反應(yīng)而制得時(shí)，當(dāng)前后工序設(shè)備之間不平衡時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)前工序操作完了要出料，后工序卻不能接受來料；或者，后工序待接受來料，而前工序尚未反應(yīng)完畢的情況。這時(shí)將大大延長輔助操作的時(shí)間。為了便于生產(chǎn)的組織管理和產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗(yàn)