全混流反应器
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全混流反应器生活应用实例
按照操作方式,可以分为间歇过程和连续过程,相应的反应器为间歇反应器和流动反应器。
对于间歇反应器,物料一次性加入,反应一定时间后把产物一次性取出,反应是分批进行的。
物料在反应器内的流动状况是相同的,经历的反应时间也是相同的。
对于流动反应器,物料不断地加入反应器,又不断地离开反应器。
考察物料在反应器内的流动状况。
有的物料正常的通过反应器,有的物料进入反应器的死角,有的物料短路(即近路,通过反应器有的物料在反应器内回流。
在流动反应器中物料的流动状况不相同,造成物料浓度不均匀,经历的反应时间不相同,直接影响反应结果。
物料在反应器内的流动状况看不见摸不着。
人们采用流动模型来描述物料在反应器内的流动状况。
流动模型分类如下:
平推流模型全混流模型平推流模型理想流动模型金混流模型流动模型非理想流动模型
特别强调的是对于流动反应器必须者虑物料在反应器内的流动状况
流动模型是专指反应器而言的。
第三章理想流动反应器
第节流动模型概念
1.物料质点物料质点是指代表物料特性的微元彧微团。
物料由无数个质点组成。
2.物料质点的年龄和寿命年龄是对反应器内质点而言,指从进入反应器开始到某一时刻,称为年龄。
寿命是对离开反应器的质点而言,指从进入反应器开始到离开反应器的时间。
完全混合与推流式反应器的原理与对比1. 连续流完全混合反应器1.1 基本原理连续流完全混合反应器如图1所示意,物料进入反应器内后迅速被水体稀释至出水浓度。
反应器作物料衡算:VdC rVd FCd d FC F =--θθθ在稳态情况下,反应器内积累量为零,即VdC=0,得: θ=V/F=(C F -C)/(-r) (1)式中,V 代表有效反应容积,r 代表反应速度,θ代表反应时间。
由式(1)中可以看出,连续流完全混合反应器设计反应时间应与进出水物料浓度差成正比;当对出水的要求很高(即C<<C F )时,在反应速率不变的情况下,设计反应时间趋向于与进水物料浓度成正比。
图2显示了完全混合反应器的空间利用情况:阴影部分为所需总停留时间,与后文中推流式或间歇式求解图相比,在达到同样去除率的条件下所需时间要长。
由式(1)可以得出以下结论:①对零级反应:(-r A )=k ,则有:k XC k C C FF =-=θ ②对一级反应:(-r A )=kC ,则有:XXk -=11θ③对二级反应:(-r A )=kC 2,则有:2)1(1X C Xk F -=θ以上各式中,X=(C F -C)/C F 。
1.2 在实际应用上,该反应方式具有如下特点:● 进入反应器的污水能得到稀释,使波动的进水水质得到均化,故能耐冲击负荷,对毒物浓度高的工业废水特别适合;● 能直接处理较高浓度的有机废水,无需稀释,只需控制曝气时间;● 能把整个池子的工作情况控制在良好的同一条件下进行,微生物的活性能够充分发挥,污泥负荷率高;● 操作灵活,通过改变污泥负荷可使工作点处于污泥增长曲线上所期望的某一点,从而得到期望的水质。
2.推流式反应器2.1基本原理推流式反应器如图3所示意,物料进入反应器内后浓度呈梯度变化。
对反应器微元体dVr作物C F -进料浓度;F -进料的体积流量 C -反应器内物料浓度(等于出料浓度)X -转化率 图1 连续流完全混合反应器示意图CC FC)(1r -1/(-r)C图2 完全混合反应时间的图解法示意料衡算,在稳态情况下,得:⎰⎰-=--=A fA A f C C X AAA A A r dX C r dC 000)()(τ (2) 式中,C 代表物料浓度,r 代表反应速度,τ代表反应时间,X 代表转化率。
全混流反应器的返混全混流反应器是一种在化学工程中广泛使用的反应器类型,其设计和操作参数对反应的效果有着重要的影响。
下面是一些与全混流反应器相关的参考内容,以帮助读者深入理解全混流反应器的原理和应用。
1. 反应器设计:全混流反应器的设计涉及多个方面,包括反应器的尺寸和体积、反应物的进料方式、搅拌机械的选择和搅拌速度、采样管和温度、压力和流量测量等。
其中,反应器尺寸和容积的确定通常需要考虑到反应物料的热效应、反应速率和转化程度等因素。
2. 反应器模型:全混流反应器的模型可以通过质量守恒和能量守恒等原理进行推导和分析。
一般情况下,可以使用连续性方程和能量方程来建立模型,以描述反应物的浓度和温度随时间和位置的变化。
3. 反应动力学:反应动力学是全混流反应器设计的重要依据,它研究了反应速率和反应物浓度之间的关系。
常见的反应动力学模型有零级、一级、二级和伪一级反应动力学模型等,它们可以用来描述多种化学反应的速率。
4. 放热反应控制:全混流反应器中的放热反应对温度的影响较大,需要进行合适的温度控制以保证反应的安全和有效进行。
参考内容可以包括放热反应的控制策略、热交换技术的应用以及多相反应体系中的热传递问题等。
5. 混合与分离操作:全混流反应器中需要进行的混合和分离操作对反应过程的控制和产品的纯度有着重要影响。
相关参考内容可以包括混合操作的选择和优化以及分离操作的技术,如蒸馏、离心等。
6. 反应器应用:全混流反应器在化学工程中有广泛的应用,涉及到多个领域,如有机合成、催化反应、聚合反应等。
文中可以引用一些具体的应用案例,介绍全混流反应器在如化学品生产、石油炼制和新能源开发等领域的实际应用。
以上提及的参考内容涵盖了全混流反应器的原理、设计、动力学、热控制、运行操作和应用等方面,有助于读者了解和应用全混流反应器。
通过深入研究和实践,读者可以进一步掌握全混流反应器的工程设计和操作技术,为化学工程领域的反应过程提供技术支持。