Lecture4-理想反应器1.ppt

理 想 反 应 器 理想反应器的分类 间歇反应器 平推流反应器 全混流反应器 组合反应器 半连续操作的反应器 反应器基本术语 反应时间：从反应物料加入反应器后实际进行反应时算起至反应到某一时刻所需的时间 停留时间：从反应物料进入反应器时算起至离开反应器时为止所经历的时间 返混：停留时间不同的流体颗粒之间的混合,会导致反应器效率降低，影响产品的质量和产量。 平推流：指反应物料以一致的方向向前移动，在整个截面上各处的流速完全相等。它的特点是所有物料颗粒在反应器中的停留时间相同，不存在返混。 全混流：指进入反应器的新鲜物料与已存留在反应器中的物料能达到瞬间的完全混合。它的特点是整个反应器内各处物料的浓度和温度完全相同，且等于反应器出口处物料的浓度和温度，达到最大限度返混。 空时：在规定条件下，进入反应器的物料通过反应器的体积所需的时间 间歇反应器 间歇反应器特性 1）非定态操作，釜内物料浓度随反应时间而改变。 2）由于剧烈搅拌，混合，反应器内有效空间中各位置的物料温度，浓度相同。 3）所有物料在反应器中停留时间相同，无返混。 4）出料组成与反应器内物料的最终组成相同。/ 反应器设计计算的基本方程 动力学方程式 物料衡算式 热量衡算式 间歇反应器设计方程 单位时间-单位时间-单位时间=单位时间 进 出 反应量 累计量 0 0 例题1 在间歇釜中一级不可逆反应，液相反应A → 2R， ，k=9.52×109exp[-7448.4/T] h-1， 2.3 kmol/m3， 60， 0，若转化率 0.7，装置的生产能力为50000 kg产物R/天。求50℃等温操作所需反应器的有效容积？（用于非生产性操作时间t0=0.75 h） 平推流反应器 定义 平推流反应器是指通过反应器的物料沿同一方向以相同速度向前流动，像活塞一样在反应器中向前平推。 特性 1）没有物料的返混，所有物料在反应器中的停留时间相同。 2）垂直于流动方向上的同一截面的流体特性相同 3）在定常态下操作，反应器内状态只随轴向位置改变，不随时间改变。 平推流反应器的设计方程关联了反应速率，转化率，反应器体积，和进料量四个参数，可以根据给定条件，从三个已知量求得另一个未知量。 例题2 液相原料中反应物A进入平推流反应器中进 行 的反应，已知 求：1）当出口浓度 时的进料流 2) 当进料流量 时出口浓度 * * 进料 搅拌釜式间歇反应器示意图 反应物料按一定配比一次加到反应器内，开动搅拌，使整个釜内物料的浓度和温度保持均匀。经过一定时间，反应达到所需要的转化率后，将物料排出反应器，完成一个生产周期。 生产周期包括反应时间和辅助工序所需时间（清洗，装卸料和升降温等操作）。 生产一定量的产品，需要多少时间？ 需要多大空间（反应器体积）？ 间歇反应器内达到一定转化率所需时间的计算，实际上是动力学方程式的直接积分 进入量 -流出量 - 反应量 = 累积量 0