理想流動(dòng)式反應(yīng)器ppt課件(參考版)
2025-05-04 12:31本頁面
【正文】 即最佳操作時(shí)的轉(zhuǎn)化率為 xA＝ 。L) 。Vmm ?????????kk若再串聯(lián)兩個(gè)體積相同的 CSTR，有： 如果單釜要達(dá)到三釜串聯(lián)的轉(zhuǎn)化率，則： 4 釜式與管式反應(yīng)器串聯(lián) (1/rA) CA CA1 CA2 CA0 ?2 ?1 V CA0 CA1 CA2 ?1 ?2 為什么第一段反應(yīng)改用釜式反應(yīng)器 因?yàn)楦邼舛畏磻?yīng)速率快 ,發(fā)熱量大 , 而 CSTR撤熱方便且溫度場(chǎng)易于保持均一 高濃段 (1/rA) ～ CA 曲線變化較緩 , 空時(shí)增加 (與平推流比 )不多 5 循環(huán)反應(yīng)器 假設(shè) : 1反應(yīng)器是平推流反應(yīng)器 2非定容 3循環(huán)流量 ? v2 , ?循環(huán)比 21 1 AA xx ???? ????????11221111AAAAxxxx??????220111AAAAxxCC??????????)1()1()1()1(202020020020201AAAAAAAAAA xxFxxFFFFC????????????????????????????)1()1( 202202 AAAA xxFF ??? ????解 : 即 110111AAAAxxCC????而依據(jù) x1的定義 巳知 FA0, CA0,CA2, ? 求 V=？ FA2 CA2, v2 FA0 FA1 CA1, v1 ?FA2 V CA0, v0 1Ax 2Ax因?yàn)閮?nèi)部有返混 非平推流 當(dāng) ?變化 由 0 ∝ 循環(huán)反應(yīng)器相當(dāng)于 CSTR PFR 220011*011)1(1AAAAAAAxxFFxFF??????????xA2 1/rA ? 1 1+ ? 21 1 AA xx ????0* 0 )1( AA FF ????? ?200 )(xAA rdxFV ≠ 循環(huán)反應(yīng)器體積 V的計(jì)算 xA2 x1 FA0 FA2 因?yàn)?xA1 ≠ 0 xA1 ? ?21)(1AAxx AA rdxFV ≠ (1+?)FA2 FA1 FA0 xA1 xA2 應(yīng)為 F*A0 0 FA1 無循環(huán)流 (1+?)FA2 xA1 xA2 dxrFdxrFVxx AAxx AA ????????222110*01)1(1???AA kCr ??)1)(1()1(1ln)1)(1(22AAA xxk????????????0021 /, APPAA CCMCkCkr ????222))(1()(ln)1)(1(AAAAeAAeAeAeAAe xxxxxxxMxMk ???????? ????????????????2AA kCr ??)1)(1()1()1()11ln)1)(1(2222222220AAAAAAAAAAA xxxxxxkC??????????? ?????????????a) 一級(jí)反應(yīng)： b) 一級(jí)可逆： c) 二級(jí)反應(yīng)： 自催化反應(yīng)過程 ? ????211 121)(1 AAAxxAAAAxA rdxxxrCA Ar?xA2 xA1 Ar?11)(1AxAr?β 1 xA1 xA1 21 1 AA xx ????x1 FA0 A + P P + P 時(shí)，反應(yīng)器體積最小 轉(zhuǎn)化率 x的優(yōu)化 : 間歇反應(yīng)器的 xopt 若每批操作輔助時(shí)間為 t’ 則總周期為 t+t’ 為追求該釜的最大生產(chǎn) 能力 x /(t+t’), 求 x opt 或 t opt 解 : 若 t’= 1hr, k=1/hr有 CSTR的 xopt d(Mt / Fp) / dx = 0 式中 Mt= V Mr + FA0 Ma =[Fp / k CA0(1x)]Mr + (Fp/x)Ma 解得 : V CA0 FA0 CA0 A+P Fp V 第五節(jié) 反應(yīng)器的優(yōu)化 設(shè)反應(yīng)為一級(jí) , 有 ktex ??? 1,1 0120)]1/()1[()]1/([?????????????optoptttktxhrtetedtteddttxd設(shè)反應(yīng)為一級(jí) ,則有 Fp=V k CA0(1x) 若原料單價(jià)為 Ma 反應(yīng)器運(yùn)行費(fèi)單價(jià)為 Mr 總成本為 Mt=V Mr + FA0 Ma 總成本最低的 xopt應(yīng)滿足下式 ??????o p to p to p tAxxMaxkCMr220 )1(在 CSTR反應(yīng)器中由 A的飽和溶液（ CA0＝ mol/L）生成 R反應(yīng)為 A?R A Rk? ??， rR=kCA， k= 。(39。 對(duì)比 PFR,CSTR: 當(dāng)反應(yīng)級(jí)數(shù) n0時(shí) ?m ＞ ? p, n, x越大 ,兩者相差越大 CSTR ?多級(jí) CSTR ? PFR (1/rA) CA CA CA0 ?p 損失 CA CA CA0 ?p 損失 (1/rA) CA (1/rA) CA CA0 ?p N=1 N=3 N=5 n(反應(yīng)級(jí)數(shù) )越大或 x (轉(zhuǎn)化率 )越大 ,下圖的曲線就徒 , 此類改造收益就越大 在相同反應(yīng)條件，相同轉(zhuǎn)化率要求時(shí)，（ n0)時(shí) (),//AAinxC????????? ? ?間歇 連續(xù)連續(xù) 間歇連續(xù) 間歇（ii）（iii） 、 時(shí)，n2 n1 n2n1 ?連例 : 由間歇反應(yīng)釜改為 CSTR時(shí) t t 1 反應(yīng)器并聯(lián) : 要求是 CA1=CA2 如果二反應(yīng)器反應(yīng)條件 (T,P)相同則要求 即 第四節(jié)組合反應(yīng)器計(jì)算 CA0 v1 V1 V2 v0 v2 CA1 CA2 21 ?? ?1221???VV X
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