化学反应工程：第五章 连续流动釜式反应器复习

1、Chemical Reaction Engineering第五章 连续流动釜式反应器(CSTR) (Continuous Stirred Tank Reactor)5.1 CSTR基本特征一、CSTR 特点全混流连续流入，连续流出 浓度均一，温度均一 （well-mixed reactor）连续PFRChemical Reaction Engineering二、CSTR的基本运算基本方程（等温等容）进 = 出 + 反应掉 + 积累空时PFR中集中参数代数式分布参数取微元积分Chemical Reaction Engineering5.2 CSTR中的均相反应Chemical Reaction

2、EngineeringCSTR中的可逆反应Chemical Reaction EngineeringCSTR中平行反应V对A： 对P：Chemical Reaction EngineeringCSTR中串联反应V对A： 对P：Chemical Reaction Engineering二、图解法Chemical Reaction Engineering比较xA越大，相差越大n=1n=2n越大，相差越大Chemical Reaction Engineering5.3CSTR中的浓度分布与返混CSTR V PFR L 表明：CSTR中空间上的逆向流动（返混）与PFR的差别取决于反应速率的浓度效应一、

3、CSTR中的浓度分布Chemical Reaction Engineering管式循环反应器循环比对A点作衡算Chemical Reaction Engineering循环反应器计算对小系统，是PFR：对大系统：所以：Chemical Reaction Engineering图解法Chemical Reaction EngineeringChemical Reaction Engineering结论：循环操作的结果与CSTR中的返混一致，导致符合返混特征经验表明：接近于CSTR特征Chemical Reaction Engineering循环反应器与CSTR 比较达到相同结果时的空时差别循环反

4、应器CSTRChemical Reaction Engineering当R=20，循环反应器特征与CSTR相近； 此时循环反应器内愈接近； n大，反应速率对浓度愈敏感，因此 的差别增大；Chemical Reaction Engineering5.4 返混的分析讨论返混是连续化过程的伴生结果Batch ReactorCSTR 返混重要的工程因素返混与反应器型式无关，与操作方式有关。间歇反应釜连续CSTR管式PFR循环管式反应器理想，无返混存在返混Chemical Reaction Engineering返混的结果a.反应物浓度降低，产物浓度升高浓度均匀化b.造成反应器内停留时间分布（下一章）若

5、 n=1， xA=0.99， r/r0=1/100 n=2， xA=0.99， r/r0=1/10000低浓度，低反应速率存在分布返混的起因a. 空间上的反向流动（狭义）b. 不均匀的速度分布（广义）Chemical Reaction Engineering返混反应物浓度普遍下降产物浓度普遍上升反应速率反应选择性返混对反应结果的影响返混改变了理想反应器中的浓度分布集中参数工程因素动力学因素反应工程理论思维方法混合与返混间歇同样经历（相同性质、相同浓度）的物料之间的混合连续不同经历（不同性质、不同浓度）的物料之间的混合是不同时刻进入反应器的物料之间的混合，称为返混Chemical Reaction Engineering 对反应有影响 生产能力下降 定态操作，容易控制，稳定间歇非定态连续强化放大过程中的返混影响工程因素与尺寸有关小试PFR中试（能保证平推流吗？）浓度效应返混的利弊？返混程度由冷模试验确定RTD分布（下一章）大型冷模假物料，真设备Chemical Reaction Engineering改善措施有利强化（搅拌、循环操作）不利限制（横向分割、纵向分割）或填料