反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)ppt課件-在線瀏覽
2025-06-29 06:52本頁(yè)面
【正文】 等體積的物料所需要的時(shí)間 。各“微元”的停留時(shí)間的平均稱平均停留時(shí)間。 停留時(shí)間 (retention time)：亦稱接觸時(shí)間，指 連續(xù)操作中 一物料“微元”從反應(yīng)器入口到出口經(jīng)歷的實(shí)際時(shí)間。反應(yīng)器內(nèi)的組成隨時(shí)間變化而變化。 ? 常見(jiàn)的連續(xù)操作反應(yīng)器 處理水 污水 曝氣池 二沉池 回流污泥 剩余污泥 初沉池 污水的活性污泥處理系統(tǒng) 反應(yīng)器的操作方式 (半間歇操作 /半連續(xù)操作 ) ? 原料與產(chǎn)物中的一種或一種以上為連續(xù)輸入或輸出，而其它成分分批加入或取出的操作稱為半間歇操作或半連續(xù)操作。規(guī)模大或要求嚴(yán)格控制反應(yīng)條件的場(chǎng)合，多采用連續(xù)操作。 ? 主要缺點(diǎn)：設(shè)備利用率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，每批的操作條件不易相同，不便自動(dòng)控制。 ? 基本特征：間歇反應(yīng)過(guò)程是一個(gè) 非穩(wěn)態(tài)的過(guò)程 ，反應(yīng)器內(nèi)組成隨時(shí)間變化而變化 。 同一反應(yīng)在具有不同特性的反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，會(huì)產(chǎn)生不同的反應(yīng)結(jié)果。 ? 反應(yīng)器：實(shí)現(xiàn)反應(yīng)的外部條件。反應(yīng)工程原理 ? 目的：利用化學(xué) /生物反應(yīng)，將污染物轉(zhuǎn)化成無(wú)毒無(wú)害或易于分離的物質(zhì)達(dá)到去除污染物和凈化環(huán)境目的。 ? 主要研究?jī)?nèi)容： 1)反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 研究各種因素 (如溫度、壓力、濃度、反應(yīng)體系中介質(zhì)、催化劑、流場(chǎng)和溫度場(chǎng)分布、停留時(shí)間分布等 )對(duì)反應(yīng)速率的影響以及相應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理和數(shù)學(xué)表達(dá)式 2)反應(yīng)器的選擇、設(shè)計(jì)和操作的優(yōu)化 ? 學(xué)習(xí)重點(diǎn)： ? 1）化學(xué)與生物反應(yīng)的計(jì)量學(xué)、動(dòng)力學(xué)及其研究方法 ? 2）環(huán)境工程中常用的各類化學(xué)和生物反應(yīng)器的基本類型及其操作原理和設(shè)計(jì)計(jì)算方法 反應(yīng)工程原理 —— 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 本章主要內(nèi)容 ? 第一節(jié) 反應(yīng)器和反應(yīng)操作 ? 反應(yīng)器的主要類型與特點(diǎn)、常見(jiàn)的反應(yīng)器操作方式及其特點(diǎn) ? 第二節(jié) 反應(yīng)的計(jì)量關(guān)系 ? 反應(yīng)組分 (參與反應(yīng)的各物質(zhì) )間的定量關(guān)系 ? 第三節(jié) 反應(yīng)動(dòng)力學(xué) ? 反應(yīng)速率與反應(yīng)條件之間的關(guān)系 第一節(jié) 反應(yīng)器和反應(yīng)操作 ? 反應(yīng)器 (reactor) ：進(jìn)行化學(xué)或生物反應(yīng)的容器的總稱。 反應(yīng)器的操作方式和反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)決定反應(yīng)器的特性（包括反應(yīng)器內(nèi)物料的流動(dòng)狀態(tài)、混合狀態(tài)以及質(zhì)量和能量傳遞特性）。 反應(yīng)器的操作方式（間歇操作） ? 將反應(yīng)原料 一次加入反應(yīng)器 ，反應(yīng)一段時(shí)間或達(dá)到一定的反應(yīng)程度后一次取出全部的反應(yīng)物料 ，然后進(jìn)入下一輪操作。 濃度 cA 物質(zhì)的量 nA 體積 V 濃度 物質(zhì)的量反應(yīng)時(shí)間 濃度 完全混合流反應(yīng)器 反應(yīng)物 反應(yīng)產(chǎn)物 反應(yīng)器的操作方式（間歇操作） ? 主要優(yōu)點(diǎn)：操作靈活，設(shè)備費(fèi)低，適用于小批量生產(chǎn)或小規(guī)模廢水的處理。 ? 常見(jiàn)的間歇反應(yīng)器 : 高壓鍋、序列間歇式活性污泥法 反應(yīng)器的操作方式（連續(xù)操作） ? 原料連續(xù)輸入 反應(yīng)器，反應(yīng) 產(chǎn)物也連續(xù)地流出反應(yīng)器 ? 基本特征 ∶ 連續(xù)反應(yīng)過(guò)程是一個(gè)穩(wěn)態(tài)過(guò)程，反應(yīng)器內(nèi)各處的組成不隨時(shí)間變化 反應(yīng)量 rAV 濃度 cA 體積 V A的流入量 A的流出量 反應(yīng)器的操作方式（連續(xù)操作） ? 主要優(yōu)點(diǎn) ∶ 便于自動(dòng)化，勞動(dòng)生產(chǎn)率高，反應(yīng)程度與產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定。 ? 主要缺點(diǎn) ∶ 靈活性小，設(shè)備投資高。 ? 半間歇操作具有間歇操作和連續(xù)操作的某些特點(diǎn)。 ? 采用 半間歇操作 /半連續(xù)操作主要是為了消除反應(yīng)過(guò)程中某物質(zhì)的抑制或提高某類物質(zhì)的得率或收率 反應(yīng)器操作的工程概念 反應(yīng)持續(xù)時(shí)間 (reaction time)：簡(jiǎn)稱反應(yīng)時(shí)間，主要用于間歇反應(yīng)器 ，指達(dá)到一定反應(yīng)程度所需的時(shí)間。 平均停留時(shí)間：在實(shí)際的反應(yīng)器中，各物料“微元”的停留時(shí)間不盡相同，存在一個(gè)分布，即停留時(shí)間分布。 反應(yīng)器操作的工程概念 空間時(shí)間（空時(shí)、空塔接觸時(shí)間） (space time， τ ) ? 反應(yīng)器有效體積 (V)與物料體積流量 (qv)之比值。 例： τ ＝ 30s 表示了每 30s處理與反應(yīng)器有效體積相等的流體 反應(yīng)器操作的工程概念 ? 空間速度（空速） (space velocity， SV) 單位反應(yīng)器有效體積所能處理的物料的體積流量。
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