活塞流反應(yīng)器

活塞流反應(yīng)器第1頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月平推流反應(yīng)器的特點流體在管內(nèi)作平推流流動具有如下特征：在與流動方向呈垂直的截面上沒有流速分布；而在流體流動的方向不存流體質(zhì)點間的混合，即無返混現(xiàn)象；離開平推流反應(yīng)器的所有流體質(zhì)點均具有相同的平均停留時間(

)，而這個停留時間就等于反應(yīng)時間t。對于平推流反應(yīng)器，停留時間和平均停留時間是一致的，第2頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月基本的設(shè)計方程第3頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月FAFA＋dFArAdV0產(chǎn)物P的設(shè)計方程第4頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月反應(yīng)器體積的計算對等溫、恒容反應(yīng)體系第5頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月例題對于一級不可逆反應(yīng)方程：在平推流反應(yīng)器完成上述一級反應(yīng)，如k＝0.01s－1，體積流量為10-3m3s-1，試計算轉(zhuǎn)化率達(dá)到30%時所用的反應(yīng)時間。第6頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月

間歇釜式反應(yīng)器設(shè)計和平推流反應(yīng)器計算例題例題工廠采用間歇反應(yīng)器以硫酸為催化劑使已二酸與已二醇以等摩爾比在70℃下進行縮聚反應(yīng)生產(chǎn)醇酸樹脂，實驗測得該反應(yīng)的速率方程式為：

（-rA）=kCACB式中：（-rA）----以已二酸組分計的反應(yīng)速率，kmol.L-1.min-1

k----反應(yīng)速率常數(shù)，1.97L.kmol-1.min-1

CA、CB----分別為已二酸和已二醇的濃度，kmol.L-1

CA0、CB0均為0.004kmol.L-1第7頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月求：●已二酸的轉(zhuǎn)化率分別為xA=0.5、0.6、0.8所需的反應(yīng)時間分別為多少？●若每天處理已二酸2400kg，轉(zhuǎn)化率為80%，每批操作的輔助時間為1小時，試計算確定反應(yīng)器的體積大小。若在PFR反應(yīng)器中，轉(zhuǎn)化率為80%，操作條件和產(chǎn)量與間歇反應(yīng)器條件一樣，試計算PFR反應(yīng)器的有效容積。若在CSTR反應(yīng)器中，轉(zhuǎn)化率為80%，操作條件和產(chǎn)量與間歇反應(yīng)器條件一樣，試計算CSTR反應(yīng)器的有效容積。第8頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月解：●求達(dá)到一定的轉(zhuǎn)化率所需時間：計量方程式中，A、B的初始濃度相同，則反應(yīng)動力學(xué)方程可寫為：

由于反應(yīng)為液相等溫過程，故可按恒容處理，可將已知數(shù)據(jù)代入操作方程求解：第9頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月計算結(jié)果

xA=0.5t=2.10hxA=0.6t=3.18hxA=0.8t=8.47h第10頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月●反應(yīng)器體積的計算VT=vT(t+t0)

FA0=2400/(24*146)=0.685kmol/hvT=0.685/0.004=171L/h生產(chǎn)周期=反應(yīng)時間+輔助時間=t+t0=8.47+1=9.47h反應(yīng)有效體積：

V=vT(t+t0)=171*9.47=1619L第11頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月平推流反應(yīng)器第12頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月全混流反應(yīng)器間歇反應(yīng)器達(dá)到80%的轉(zhuǎn)化率，V＝1.63m3平推流反應(yīng)器達(dá)到80%的轉(zhuǎn)化率，V＝1.45m3全混流反應(yīng)器達(dá)到80%的轉(zhuǎn)化率，V＝7.23m3第13頁，