8.气-液相反应器
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反应器结构及工作原理图解
小7:这里给大家介绍一下常用的反应器设备,主要有以下类型:①管式反应器。由长径比较大的空管或填充管构成,可用于实现气相反应和液相反应。②釜式反应器。由长径比较小的圆筒形容器构成,常装有机械搅拌或气流搅拌装置,可用于液相单相反应过程和液液相、气液相、气液固相等多相反应过程。用于气液相反应过程的称为鼓泡搅拌釜(见鼓泡反应器);用于气液固相反应过程的称为搅拌釜式浆态反应器。③有固体颗粒床层的反应器。气体或(和)液体通过固定的或运动的固体颗粒床层以实现多相反应过程,包括固定床反应器、流化床反应器、移动床反应器、涓流床反应器等。④塔式反应器。用于实现气液相或液液相反应过程的塔式设备,包括填充塔、板式塔、鼓泡塔等(见彩图)。
一、管式反应器
一种呈管状、长径比很大的连续操作反应器。这种反应器可以很长,如丙烯二聚的反应器管长以公里计。反应器的结构可以是单管,也可以是多管并联;可以是空管,如管式裂解炉,也可以是在管内填充颗粒状催化剂的填充管,以进行多相催化反应,如列管式固定床反应器。通常,反应物流处于湍流状态时,空管的长径比大于50;填充段长与粒径之比大于100(气体)或200(液体),物料的流动可近似地视为平推流。
分类:
1、水平管式反应器
由无缝钢管与U形管连接而成。这种结构易于加工制造和检修。高压反应管道的连接采用标准槽对焊钢法兰,可承受1600-10000kPa压力。如用透镜面钢法兰,承受压力可达10000—20000kPa。
2、立管式反应器
立管式反应器被应用于液相氨化反应、液相加氢反应、液相氧化反应等工艺中。
3、盘管式反应器
将管式反应器做成盘管的形式,设备紧凑,节省空间。但检修和清刷管道比较困难.
4、U形管式反应器
U形管式反应器的管内设有多孔挡板或搅拌装置,以强化传热与传质过程。U形管的直径大,物料停留时间增长,可应用于反应速率较慢的反应。
5、多管并联管式反应器
第五关 气液相反应器设计
项目目标:
为某化工产品的生产设计一个气液反应器(填料塔或鼓泡塔)。
项目要求:
选取一个具体的反应,设计年产X万吨的气液反应器。根据具体反应查找资料选取合适的填料,并说明选择填料的依据,根据产量和反应动力学方程等相关数据计算出填料高度,确定填料的装填方式。正确选择喷淋器和气体分布器。并根据化工设计手册计算气液反应器的尺寸。
解题步骤:
1. 物料衡算,求出塔底液相出口浓度;
2. 根据CBL临界,判断是否属于气膜扩散控制,得到气液相宏观速率方程;
3. 运用公式求填料层高度。
项目提示:
查阅文献,选择一个已知化学反应动力学和反应热效应的化工产品。要求对文献查阅的问题有所修改,不能照搬。
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. 2010—2011学年第二学期期末考试试卷
一、填空(20×1ˊ=20ˊ)
1、搅拌釜式反应器主要由壳体 、 、 、换热装置四大部分组成。
2、化学动力学方程一般用表达式),(Tcfri表示,说明影响反应速率最主要的影响因素是 、 。
3、填料塔中的填料性能优劣衡量三要素:效率、 及 。填料综合性能评价最好的是 。
4、催化剂必须具备 、 、长寿命这三个条件。
5、气固催化反应过程化学吸附速率方程式: 、若固体吸附剂仅吸附组分A,朗缪尔吸附等温方程: 。
6、搅拌器按 、 来进行选型。
气液相分散过程选用 ,低黏度均相液体混合选用
。
7、在系统中进行一连串反应 ,组分A 的生成速率方程式: 、组分B的生成速率方程式: 。
8、搅拌釜式反应器的换热装置有 、蛇管、 、列管、回流冷凝式。
9、催化剂非球形颗粒面积相当直径计算公式ad 。
10、催化剂失活是由玷污、烧结、 、中毒等原因造成的。
二、问答题(5×5ˊ=25ˊ)
1、 均相反应器有哪些?如何选择均相反应器?
2、怎样理解“反应级数表明浓度对反应速率的敏感程度,活化能表明温度对反应速率的敏感程度?
《化学反应工程》作业考核试题
一、单选题(共30道试题,共60分)
1.
A.A
B.B
C.C
D.D
2.等温催化剂的效率因子为催化剂粒子的()与催化剂内部的浓度和温度与其外表面上的相等时的反应速率之比。
A.外扩散速率
B.实际反应速率
C.内扩散速率
D.表观反应速率
需要答案请联系
QQ:3131803309
微信:a865613217
3. A.A
B.B
C.C
D.D
4.2
A.A
B.B
C.C
D.D
5.2
A.A
B.B
C.C
D.D
6.间歇操作的釜式反应器反应器辅助时间t0不包括下列哪一项_______。
A.加料时间
B.反应时间