全混流反应器VIP专享VIP免费

二、全混流模型：(CSTR）又称理想混合流反应器或连续搅拌釜式反应器，进出物料的操作是连续的，可以单釜或多釜串联操作。11、全混流模型、全混流模型22、全混流反应器的设计方程式、全混流反应器的设计方程式33、设计方程式的应用、设计方程式的应用44、间歇釜式反应器和全混流（、间歇釜式反应器和全混流（CSTRCSTR）反应器的）反应器的比较比较6、多釜串联CSTR反应器的设计方法55、多釜串联、多釜串联CSTRCSTR反应器的特点反应器的特点特点：★反应器内所有空间位置的物系性质是均匀的，并且等于反应器出口处的物料性质，即反应器内物料的浓度与温度均一，且与出口物料温度、浓度相同。★新鲜物料瞬间混合均匀，存在不同停留时间的物料之间的混合，即返混。且逆向混合程度最大，逆向混合直接导致稀释效应最大。★在等温操作的条件下，反应器内物系的所有参数，如T、C、P等既不随时间变化，也不随位置变化。11、全混流模型、全混流模型2.设计方程：由于器内物料混合均匀，可以对全釜做关键组分A的物料衡算：[A进入量]=[A出VR量]+[反应掉量]+[累积量]Q0CA0=Q0CA+VR(-rA)+0)()()(00000AAAAAARrCCQrCQCQV)()()1(00000AAfAAAfAArxQCrxCCQAc0QrV0Q0Ac如进入反应器时还有一定转化率x0,出口为xf)()()()1()1(0000000AfAAfAARrxxCQrxCxCQV)()(00AAARrCCQV)(00AAArxCQ全混釜反应器体积计算空时与空速的概念：空时：进料体积流量反应体积0QVr（因次：时间）,Qo处理能力表明空速的意义：单位时间单位反应体积所处理的物料量。空速越大，反应器的原料处理能力越大。rAArVcFVQ0001空速：-1:时间因次反应工程中常用于表示时间概念的还有：◆反应时间t：反应物从进入反应器后从实际发生反应起到反应达某一程度（如某转化率）时所需的时间◆停留时间：它是指反应物从进入反应器的时刻算起到它们离开反应器的时刻为止在反应器内共停留的时间，对于分批式操作的釜式反应器与理想平推流反应器，反应时间等于停留时间，而对于存在返混的反应器，则出口物料是由具有不同停留时间的混合物，即具有停留时间分布的问题，工程上常用平均停留时间来表示。◆平均停留时间：以来表示，其定义为反应器的有效容积与器内物料体积流速之比，即。要注意区分上述三个工程上常用于表示时间的概念。tVtv全混流反应器设计方程关联的参数有：xA、(-rA)、VR、FA0图解全混流反应器相关计算：注意：上图中矩形可求出出口转化率xA或出口浓度为CA所需空时，一定要明确上图黑点所代表的意义。3、设计方程式的应用★零级反应AP(-rA)=k)0:(::)(000000的等分子反应以上是注或或AAAAAAAAAAAARkCCCkxkCCkxCrxCQV)1()1()()(:0000000AAAAAAAAAAAAAAAAAAxkxCCCkCCCCCCCx或将上式代入设计方程得若AAAAAxxCC110或★一级反应AP(-rA)=kCA对于任意εA值kCCkCCkkxkCCCxkCxCQVCCkCCCCxkxxrxCQVAAAAAAAAAAAARAAAAAAAAAAAAAAAR1111:)1(0,,)()()1()1()(00000000000或这时可以认为是恒容过程对于液相反应★二级反应AP(-rA)=2AkC对于任意εA值：202000200202200)1(0)()()1()1(AAAAAARAAAAAAAAAAAAAAAARkCCCxkCxQVCCkCxCCxkCxxkCxCQV对于★n级反应AAAnAAAAxCkCCCC000εA=0时nAAAnAnAoARkCCCxkCxvV010)1(例题nAArkC例题工厂采用CSTR以硫酸为催化剂使已二酸与已二醇以等摩尔比在70℃下进行缩聚反应生产醇酸树脂，实验测得该反应的速率方程式为：（-rA）=kCACB式中：（-rA）----以已二酸组分计的反应速率，kmol.L-1.min-1k----反应速率常数，1.97L.kmol-1.min-1CA、CB----分别为已二酸和已二醇的浓度，kmol.L-1CA0、CB0均为0.004kmol.L-1若每天处理已二酸2400kg，转化率为80%，试计算确定反应器的体积大小。解：根据CSTR反应器的设计方程可知，20030220(1)1710.872347.234(1)1.97600.00410.8RAAAARAAVxQkCxQxVLmkCx...