化學反應器ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-10 09:35 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 每轉化 1molA引起反應體系總摩爾數(shù)的變化量。 1. A的起始 mol分率 ∴ nT 2. (δA=0時還原 ) 3. 4. 5. pAxA 首先求任意時刻 A的摩爾分率 ZA： ∵ pA=P*ZA pBxA rAxA 14124 對于變?nèi)菀患壏磻性O計方程： 對于二級反應： 對于二級反應： 化材 3 167。 75 全混流 反應器（理想混合反應器） 一、特點： (continuous stirred tank reactor)(CSTR) 連續(xù)操作 ，進料、反應、出料 同時進行。 CA,(rA),xA不隨時間而變，亦不隨位置而變，為一定值 。 存在著強烈的 返混 —— 在反應器內(nèi)停留時間不同的物料粒子之間的參合 —— 各物料微團的停留時間 t停 分布在 0→∞的區(qū)間內(nèi) 。 混合 —— 幾何位置 不同 的物料粒子之間的參合 。 間歇釜：有混合、無返混。 管式反應器：無混合、無返混。 全混流反應器：有混合、更有返混。 二、設計方程： 在穩(wěn)定流動、穩(wěn)定反應過程中， 以整個反應器 對 A組分進物料衡算 ： 由于無積累： or： 均為定值 54124 由于該釜中 只進行液相反應 ，即為 定容反應 ： 則有： 即： v0 CA0 xAf = (rA) VR 解析法 對一級反應： 對二級反應： 全混流反應器基本設計方程 例： 86 P36 解：二級反應： 圖解法： 對于 因為 (rA)定值 ∴ 隨 xA↗ ， 1/(rA)不變而為水平線。所以，求出 1/(rA)，在xA～ 1/(rA)坐標圖上畫出高為： 1/(rA)，長為 xA的長方形，其面積 S即為： 或據(jù)： 求出 1/(rA)，在 CA～ 1/(rA)坐標圖上畫出高為： 1/(rA)，長為： CA0CA的長方形，其面積 S即為 t平均 。如圖： =VR/v0 可求 VR 3. CA、 xA隨有效容積變化關系圖 167。 76 返混對簡單反應的影響 1. 由于返混使反應物的濃度在進釜的瞬間降到與出口濃 度相等，并 始終在較低的 CA、 (rA)下反應 。 2. 由于反應在低的 CA下進行 ,故 達相同 xA所需 t反 長， VR大 。 例 6(86)： xA 管式 間歇釜 串聯(lián)釜 N=2 全混流反應釜 m3 可見：全混流反應釜的 VR 遠大于其他類型的反應器 。 14125 24125 167。 77 多級串聯(lián)反應器 118 在間歇釜、管式反應器、全混流反應器中 由于全混流反應器中 CA, (rA), xA為定值，溫度、濃度處處一致，操作穩(wěn)定，易于控制并實現(xiàn)自動化， 產(chǎn)品質量穩(wěn)定 。但反應速度低， 在相同 xA時所需 VR大 ，投資巨大，為克服此缺點， 設法使 CA逐步減小 ，即設法 用 N個小釜代替一個大釜 ，則既有溫度、濃度一致 , 操作穩(wěn)定 , 產(chǎn)品質量均勻的優(yōu)點 , 又有 (rA)較高的優(yōu)點。如圖： 間歇釜 管式反應器 全混流反應器 xA↑， VR↑，且 VR比 xA↑快得多 。 xA↑， (VR)P↑， (VR)S↑，且 (VR)S↑比 (VR)P↑快得多 。 N=1 全混流反應器 — 返混程度最大 , 分布在 0∞ CAVR曲線變?yōu)?N步階梯 注意 xA1, xA2, xAn , xAN 分別是第一釜，第二釜，第 n釜，第 N釜的積累轉化率，而第n釜內(nèi)的轉化率為 xAnxAn1。 如圖： N 反映反應器的返混程度，實際反應器常用 N表示返混程度的大小。 t tN=∞ 管式反應器 — 無返混 , =常數(shù) 1454125 二、設計方程 由于多級串聯(lián)反應器一般只進行液相反應，視為定容反應。由于各小釜內(nèi) CA , (rA)不隨時間 t和位置變化，故每一個小釜就是一個全混流反應器，所以 逐釜應用全混流反應器的設計方程 ，可求出每一個小釜的容積，則反應器總容積可求。 全混流反應器的設計方程為： 對第一釜有： 一、多級串聯(lián)反應器特點 各小釜內(nèi) CA， (rA) 既不隨時間而變，又不隨位置而變，存在強烈的返混， t停 分布在 t1→t2區(qū)間內(nèi)；但 CA， (rA)隨 N變化。整個反應器存在一定程度的返混，各物料微團的 t停分布在 t`1→t`
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