间歇式反应器系统控制方案案
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序列间歇式(序批式)活性污泥(SBR)反应器的设计SBR是序列间歇式活性污泥法的简称,是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术,又称序批式活性污泥法。
与传统污水处理工艺不同,SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式,非稳定生化反应替代稳态生化反应,静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。
它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作,SBR技术的核心是SBR反应池,该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,无污泥回流系统。
一、SBR工艺的优点1、理想的推流过程使生化反应推动力增大,效率提高,池内厌氧、好氧处于交替状态,净化效果好。
2、运行效果稳定,污水在理想的静止状态下沉淀,需要时间短、效率高,出水水质好。
3、耐冲击负荷,池内有滞留的处理水,对污水有稀释、缓冲作用,有效抵抗水量和有机污物的冲击。
4、工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整,运行灵活。
5、处理设备少,构造简单,便于操作和维护管理。
6、反应池内存在DO、BOD5浓度梯度,有效控制活性污泥膨胀。
7、SBR法系统本身也适合于组合式构造方法,利于废水处理厂的扩建和改造。
8、脱氮除磷,适当控制运行方式,实现好氧、缺氧、厌氧状态交替,具有良好的脱氮除磷效果。
9、工艺流程简单、造价低。
主体设备只有一个序批式间歇反应器,无二沉池、污泥回流系统,调节池、初沉池也可省略,布置紧凑、占地面积省。
二、SBR系统的适用范围由于上述技术特点,SBR系统进一步拓宽了活性污泥法的使用范围。
就近期的技术条件,SBR系统更适合以下情况:1、中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水,尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。
2、需要较高出水水质的地方,如风景游览区、湖泊和港湾等,不但要去除有机物,还要求出水中除磷脱氮,防止河湖富营养化。
3、水资源紧缺的地方。
SBR系统可在生物处理后进行物化处理,不需要增加设施,便于水的回收利用。
4、用地紧张的地方。
5、对已建连续流污水处理厂的改造等。
间歇式反应器课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解间歇式反应器的基本原理与结构,掌握其工作过程及特点;2. 掌握间歇式反应器在化工生产中的应用及其优缺点;3. 学会运用化学反应动力学的基本知识分析间歇式反应器中的反应过程。
技能目标:1. 能够运用所学知识对间歇式反应器进行设计与计算,包括反应器体积、反应时间等参数的确定;2. 能够运用图表、数据和文字等形式对间歇式反应器运行结果进行有效表达和分析;3. 能够运用批判性思维和合作学习的方法,探讨间歇式反应器在实际应用中存在的问题及改进措施。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对化学工程学科的兴趣,激发其探索未知、勇于创新的精神;2. 培养学生具备良好的团队合作意识,学会倾听、交流、分享与合作;3. 增强学生的环保意识,使其认识到化学反应器在环境保护和资源利用方面的重要性。
课程性质:本课程为化学工程学科的专业课程,旨在帮助学生掌握间歇式反应器的基本理论、设计与计算方法,培养学生解决实际工程问题的能力。
学生特点:学生为高中二年级学生,已具备一定的化学基础和实验操作技能,具有较强的求知欲和动手能力。
教学要求:结合学生特点,注重理论联系实际,采用案例教学、实验演示等多种教学方法,提高学生的实践操作能力和创新能力。
通过课程学习,使学生能够达到上述课程目标,为今后的学术研究和工程实践打下坚实基础。
二、教学内容1. 间歇式反应器原理:讲解间歇式反应器的基本概念、工作原理及分类,结合教材第二章第一节内容,重点分析不同类型的间歇式反应器特点。
2. 间歇式反应器设计与计算:根据教材第二章第二节,教授反应器体积、反应时间等参数的计算方法,并通过实例进行讲解。
- 反应器体积的计算;- 反应时间的确定;- 物料平衡与能量平衡分析。
3. 间歇式反应器在化工生产中的应用:结合教材第二章第三节,介绍间歇式反应器在实际生产中的应用案例,分析其优缺点。
4. 化学反应动力学在间歇式反应器中的应用:根据教材第二章第四节,讲解反应动力学在间歇式反应器设计中的应用,包括反应速率、反应级数等概念。
目录摘要 (III)1 关于化学反应 (1)2 关于化学反应器 (2)2.1 反应器的类型 (2)2.2 反应器的性能指标 (2)2.3 反应器的控制要求 (2)3 反应器的控制方案 (4)3.1 反应器常用的控制方式 (4)3.2 温度被控变量的选择 (5)3.3 控制系统的选择 (6)4 反应器串级系统的控制原理 (9)4.1 系统方框图 (9)4.2 系统原理分析 (9)5 反应器的部分实现 (11)5.1 原料的比值控制 (11)5.2 仪器仪表的选择 (12)6 设计总结与展望 (13)参考文献 (14)化学反应器自动控制系统设计1 关于化学反应化学反应的本质是物质的原子、离子重新组合,使一种或者几种物质变成另一种或几种物质。
化学反应过程具备以下特点:1) 化学反应遵循物质守恒和能量守恒定律。
因此,反应前后物料平衡,总热量也平衡;2) 反应严格按反应方程式所示的摩尔比例进行;3) 化学反应过程中,除发生化学变化外,还发生相应的物理等变化,其中比较重要的有热量和体积的变化;4) 许多反应应需在一定的温度、压力和催化剂存在等条件下才能进行。
此外,反应器的控制方案决定于化学反应的基本规律: 1.化学反应速度化学反应速度定义为:单位时间单位容积内某一部分A 生成或反应掉的摩尔数,即tAA Vd dn r 1±= (1-1) 若容积V 为恒值,则有dtdC dt V dn r AA A ±=±=/ (1-2) 式中 r A ——组分A 的反应速度,mol/m 3·h ; n A ——组分A 的摩尔数,mol ; C A ——组分A 的摩尔浓度,mol/m 3; V ——反应容积,m 3。
2.影响化学反应速度的因素实验和理论表明,反应物浓度(包括气体浓度,溶液浓度等)对化学反应速度有关键作用。
温度对化学反应速度影响较为复杂,最普遍的是反应速度与温度成正比。
任务一间歇操作釜式反应器设计引言:间歇操作釜式反应器是一种常见的化工反应装置,广泛应用于化学、医药、食品等行业中。
它适用于反应时间短、反应物浓度高、批量生产等情况。
本文将介绍间歇操作釜式反应器的设计原则、操作要点以及安全措施。
一、设计原则:1.反应器材料选择:间歇操作釜式反应器需要考虑反应物与反应器材料的相容性。
常见的反应器材料包括不锈钢、玻璃钢、陶瓷等。
在选择材料时,需根据反应条件(如温度、压力、反应物性质)来确定最合适的材料。
2.热交换设计:间歇操作釜式反应器通常涉及到加热或冷却过程,为确保反应物的温度控制在适宜范围内,需设计良好的热交换装置。
常见的热交换装置包括卧式或立式蒸发器、管壳式换热器等。
3.搅拌设计:搅拌是保证反应物均匀混合的关键步骤,也有助于加速反应速率。
搅拌速度、形式(如桨叶搅拌、齿轮搅拌等)、搅拌器的材料选择(如不锈钢、陶瓷等)都需要考虑。
二、操作要点:1.反应物的加入:在操作过程中,需要谨慎添加反应物。
为避免危险反应(如爆炸、喷溅等),应根据反应物的性质、浓度和反应条件来控制反应物的加入速度和温度。
2.反应温度的控制:间歇操作釜式反应器在反应过程中需要进行加热或冷却操作。
为确保反应物的温度控制在目标范围内,可通过控制加热或冷却介质的温度、流速等来实现。
3.离心分离:在反应结束后,部分反应物可能需要进行固液分离或液液分离。
离心机是常用的分离装置,通过调整离心机的转速和时间来实现分离目的。
三、安全措施:1.安全阀的设置:由于反应中可能产生高压,为防止反应器的破裂或爆炸,应设置安全阀或安全泄压装置。
安全阀的选择需根据反应物的性质、压力和反应器的容量来确定。
2.紧急停车装置:当发生突发情况时,需要迅速停止反应器的运行。
为确保操作人员的安全,应配备可靠的紧急停车装置,如急停按钮、紧急刹车等。
3.防护装置:为避免操作人员对反应物的接触,应设置防护装置,如护栏、防护罩等。
同时,应戴好相应的防护装备,如防护眼镜、手套等。