(3)动量衡算 动量衡算以动量守恒与转化定律为基础,计算反应器的压力变化。 当气相流动反应器的压降大时,需要考虑压力对反应速率的影响, 此时需进行动量衡算。
第二节 理想流动反应器
2-3
间歇反应器
图2-5 是一种常见的间歇反应器。反应物料按一定配料比一次 加入反应器。顶部一般有可拆卸的盖,以供清洗和维修之用。间 歇反应器内设置搅拌装置,使器内浓度 均匀。顶盖还开有各种工艺接管用以测 量温度、压力和添加各种物料。反应器 筒一般都装有夹套或在器内设置盘管用 来加热或冷却物料。搅拌器的型号、尺 寸和安装位置要根据物料的性质及工艺 要求优化选择,以使反应在达到充分混 和的前提下功率最省。经过一定的反应 时间,达到规定的转化率后,将物料排 出。
2 全混流模型 亦称理想混合模型或连续搅拌槽式反应器模型,如图2-1(c)所 示,是一种返混程度为无穷大的理想化流动模型。
全混流假定反应物料以稳定流率流入反应器,在反应器中,刚进 入反应器的新鲜物料与存留在器内的物料在瞬间达到完全混合。 反应器中所有空间位置的物料参数都是均匀的,等于反应器出口 处的物料性质,即反应器内物料温度、浓度均匀,与出口处物料 温度、浓度相等。而物料质点在反应器中的逗留时间参差不齐, 有的很短,有的很长,形成一个逗留时间分布。 搅拌十分强烈的连续搅拌槽式反应器中的流体流动可视为全混流。
间歇反应器所需的实际操作时间包括两部分:反应时间t与辅助 时间t’, t’包括加料、调温、卸料、清洗等时间,按生产实际确定。 当单位时间处理的物料量为V时,反应器有效体积为
VR = V (t + t )..................2 8
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2-4 活塞流反应器
活塞流反应器是化工生产中常用的反应器,工 业中长径比大于30的管式反应器可视为活塞流 反应器。物料在反应器中像活塞一样向前流动, 无轴向扩散。定态条件下,器内物料的各种参 数如温度、浓度、反应速率等只随物料流动方 向变化,不随时间变化,且同一平面上参数相 同。