理想间歇反应器与典型化学反应的基本特征.ppt
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1、第三章,理想间歇反应器与典型化学反应的 基本特征,导读,理想间歇反应器的理解反应过程理想。工业中在反应器中的反应包括化学过程和物理过程,理想过程忽略物理过程。反应器理想。反应器的性能和行为接近理想反应过程,即搅拌充分的间歇反应器。它物料浓度均匀,反应区内,物料温度均匀。典型化学反应的基本特征典型反应有四类:简单(包括自催化)、可逆、平行、串联,基本特征主要指温度效应、热效应和浓度效应。理想情况下,这个基本特征与工业反应联系起来,应用数学模型解决进料浓度、配比、方式,反应温度,最忧转化率等问题。,3.1反应器设计基本方程,反应器设计基本内容1.反应器选型依据动力学特征(化学)如(浓度、温、热),
2、反应器的流动特征、传递特征(物理)如返混程度(返混又叫逆向混合,它指的是时间上的概念,即不同停留时间的流体粒子之间的混合。返混程度最大叫全混,即物料间不存在浓度差,也不存在温度差。),以满足反应过程的需要,使反应效果最佳。,2.确定最佳工艺条件操作工艺条件,直接影响反应器反应结果,影响反应器的生产能力。确定的工艺条件还要满足反应器的性能要求。3.计算所需反应器体积根据操作条件,反应器类型,计算完成规定所需的反应体积,由此确定优化后的反映其结构和尺寸。,反映器设计基本方程,反映器设计基本方程包括反应动力学方程、物料衡算方程、热量衡算方程和动量衡算方程。其中反应动力学方程是化学反应器设计的基础。,
3、1.物料衡算方程式组分i流入量=组分i流出量+组分i反应消耗量+组分i累积量i:微元体积进行反应的微元组分,2.热量衡算方程式对微元反应:带入的热焓=流出的热焓+反应热+热量的累积+传向环境的热量,3.动量衡算方程式动量衡算即以动量守恒与转化定律为基础,计算反应器压力变化。气相流动反应器压力变化大时,需要考虑压力对反应速率的影响,此时需要动量衡算。1物料衡算方程式、2热量衡算方程式两个方程式是描述反应器性能的最基本的方程式。,3.2理想间歇反应器中的简单反应,理想间歇反应器的特征间歇反应器是一种低高径比的圆筒形反应器,用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。器内常设有
4、搅拌(机械搅拌、气流搅拌等)装置。,搅拌式间歇反应釜,理想间歇反应器的特点,由于间歇反应器的特点是分批装料和卸料,所以,间歇反应器的优点是:操作灵活、适宜不同环境下的不同规格产品和不同品种的生产,特别适用于多品种而小批量的化学品生产;确定是装料、卸料等辅助操作要耗费一定的时间,产品质量不易稳定。,理想间歇操作的特点,反应器内物料浓度达到尺度上的均匀,反应器内浓度处处相等,不考虑物质传递。反应器内各处温度始终相等,不考虑热传递。反应器内物料反应时间相同,所以间歇反应器反应结果只由化学动力学所确定。,理想间歇反应器性能的数学描述,物料衡算组分i流入量=组分i流出量+组分i反应消耗量+组分i累积量
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- 理想 间歇 反应器 典型 化学反应 基本特征
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