理想混合連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器（CSTR）.ppt

1、連續(xù)操作釜式反應(yīng)器 單個連續(xù)釜 多個串聯(lián)連續(xù)釜,理想混合連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器（CSTR,連續(xù)操作釜式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和間歇操作釜式反應(yīng)器相同，但進(jìn)出物料的操作是連續(xù)的，即一邊連續(xù)恒定地向反應(yīng)器內(nèi)加入反應(yīng)物，同時連續(xù)不斷地把反應(yīng)產(chǎn)物引出反應(yīng)器。這樣的流動狀況很接近理想混合流動模型或全混流模型。 在連續(xù)操作釜式反應(yīng)器內(nèi)，過程參數(shù)與空間位置、時間無關(guān)，各處的物料組成和溫度都是相同的，且等于出口處的組成和溫度。 連續(xù)操作釜式反應(yīng)器適用于產(chǎn)量大的產(chǎn)品生產(chǎn)，特別適宜對溫度敏感的化學(xué)反應(yīng)。容易自動控制，操作簡單，節(jié)省人力。穩(wěn)定性好，操作安全,單個連續(xù)操作釜式反應(yīng)器（1CSTR,基礎(chǔ)設(shè)計式 A的積累量=A的進(jìn)入量-

2、A的離開量-A的反應(yīng)量 0 = FA0 - FA0 （1-xA）-(- rA ) VR 物料的平均停留時間,求解方法,解析法 由于反應(yīng)器中的反應(yīng)速率恒等于出口處值，因此結(jié)合反應(yīng)動力學(xué)方程，將出口處的濃度、溫度等參數(shù)代入得到出口處反應(yīng)速率，將其代入基礎(chǔ)設(shè)計式即得。 如：恒溫恒容不可逆反應(yīng) n=0 n=1 n=2,圖解法,例3-5、例3-6講解,多個串聯(lián)連續(xù)操作釜式反應(yīng)器（NCSTR,為什么要采用NCSTR代替1CSTR？ 由于1CSTR存在嚴(yán)重的返混，降低了反應(yīng)速率，同時容易在某些反應(yīng)中導(dǎo)致副反應(yīng)的增加。 為了降低逆向混合的程度，又發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，可采用NCSTR，這樣可以使物料濃度呈階梯狀下降，有

3、效提高反應(yīng)速率； 同時還可以在各釜內(nèi)控制不同的反應(yīng)溫度和物料濃度以及不同的攪拌和加料情況，以適應(yīng)工藝上的不同要求,n-CSTR的基礎(chǔ)設(shè)計式,在、V內(nèi)對任意第i釜內(nèi)的反應(yīng)物A進(jìn)行物料衡算 A的積累量=A的進(jìn)入量-A的離開量-A的反應(yīng)量 0 = FAi-1 - FAi- (-rA)iVRi VR=VRi 檢驗：i=1 n=1,求解方法,解析法 按不同的反應(yīng)動力學(xué)方程式代入依次逐釜進(jìn)行計算，直至達(dá)到要求的轉(zhuǎn)化率為止。 例題講解。 圖解法 適用于級數(shù)較高的化學(xué)反應(yīng)，特別適于非一、二級反應(yīng)，但只適于（-rA）能用單一組分表示的簡單反應(yīng)，對復(fù)雜反應(yīng)不適用,步驟： 1、作出（-rA）-CA曲線 2、從起點(diǎn)CA = CA0出發(fā)，以-1/1為斜率作直線，交曲線于一點(diǎn)，即第 一釜的操作狀態(tài)CA1 3、過點(diǎn)(CA1 0)以-1/2為斜率作直線,與曲線交點(diǎn)為第三釜操作點(diǎn). 4、過點(diǎn)(CAN-1,0)以-1/N為斜率作直線,與曲線交點(diǎn)為第N釜操作點(diǎn)CAN. 則出口轉(zhuǎn)化率XAN=1- CAN / CA0 若已知CA0 、CAN 、N，求VR需