化學(xué)反應(yīng)器ppt課件-在線瀏覽
2025-03-03 09:35本頁面
【正文】 or（ PFR） 一 . 管式反應(yīng)器的特點： 將管式反應(yīng)器中流體的流動理想化成無摩擦力的反應(yīng)器 1. CA, (rA), xA均隨管長 l 變化，但同一截面為定值。（設(shè)為理想排擠流動模型） 管式反應(yīng)器基本設(shè)計方程 二 . 設(shè)計方程 由于 CA, (rA), xA均隨管長 l 變化，故只能 在 dVR內(nèi)對 A組分進行物料衡算 ：對于穩(wěn)定流動反應(yīng)過程，無積累。 1. 定容反應(yīng) 過程 ∵ FA =FA0(1xA) v0=v=vf ∴ CA=CA0(1xA) dCA= CA0dxA ①解析法求解 : 對等溫一級反應(yīng) : A→R 54118 對二級等溫反應(yīng)： 2A→R+S ∵ 例 5： 85 P 34 例 82的反應(yīng) ②圖解法求解： 14117 以 xA對 1/(rA)作圖，曲線下 0→ x A之間的面積即為： 以 CA對 1/(rA)作圖，曲線下 CA→CA0之間的面積即為 tS 。 以 A為關(guān)鍵組分 , 以 xA表示反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率 , 則反應(yīng)表示為： 而 V~nT~xA，先找 nT~xA 對于變?nèi)?(氣體 )反應(yīng)： (nA0*xA— 反應(yīng)消耗 A摩爾數(shù) ) (nT— t 時刻體系總 mol數(shù) ) … 膨脹因子 — 每轉(zhuǎn)化 1molA引起反應(yīng)體系總摩爾數(shù)的變化量。 75 全混流 反應(yīng)器（理想混合反應(yīng)器） 一、特點： (continuous stirred tank reactor)(CSTR) 連續(xù)操作 ，進料、反應(yīng)、出料 同時進行。 存在著強烈的 返混 —— 在反應(yīng)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) 。 間歇釜：有混合、無返混。 全混流反應(yīng)器：有混合、更有返混。所以，求出 1/(rA)，在xA～ 1/(rA)坐標(biāo)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(biāo)圖上畫出高為： 1/(rA)，長為： CA0CA的長方形，其面積 S即為 t平均 。 76 返混對簡單反應(yīng)的影響 1. 由于返混使反應(yīng)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(yīng) 。 例 6(86)： xA 管式 間歇釜 串聯(lián)釜 N=2 全混流反應(yīng)釜 m3 可見：全混流反應(yīng)釜的 VR 遠大于其他類型的反應(yīng)器 。 77 多級串聯(lián)反應(yīng)器 118 在間歇釜、管式反應(yīng)器、全混流反應(yīng)器中 由于全混流反應(yīng)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(zhì)量穩(wěn)定 。如圖： 間歇釜 管式反應(yīng)器 全混流反應(yīng)器 xA↑， VR↑，且 VR比 xA↑快得多 。 N=1 全混流反應(yīng)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(zhuǎn)化率，而第n釜內(nèi)的轉(zhuǎn)化率為 xAnxAn1。 t tN=∞ 管式反應(yīng)器 — 無返混 , =常數(shù) 1454125 二、設(shè)計方程 由于多級串聯(lián)反應(yīng)器一般只進行液相反應(yīng)，視為定容反應(yīng)。 全混流反應(yīng)器的設(shè)計方程為： 對第一釜有： 一、多級串聯(lián)反應(yīng)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。 式中： CAn—— 第 n釜的出口濃度 ,是從 1→n逐釜降為 CAn的 ,第 n釜中的濃度變化量為 CAn1CAn , 而不是 CA0CAn。 ：適用于已知動力學(xué)方程及 N、 VRi、 Ti、 v0的 反應(yīng)體系 (1)逐釜計算求 xAn (2) 已知各釜的 逐釜 計算 可求得 VR VR … →V RT。 解： 若在全混流反應(yīng)器中進行，則： 301 /*11mk m oltkCCNnAA ????? ）（0632001 ???AAIAA C CCx32102 / mk m oltkCC AA ??? ）（ ?Ax33103 /)1( mk m oltkCC AA ??? ?Ax求各釜出口濃度： 05
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