三、反应器分析 ●以A+B→R(二级不可逆反应)为例 ,=k·C,C 若反应物A连续滴加,反应物B一次性投 入反应器,则反应物B远较A过量,可认 为C= const,此时,可认为该反应为拟 一级不可逆反应,即: ra=kCCB=kCCBo=kCA (k=kCBo
三、反应器分析 ⚫ 以A + B → R（二级不可逆反应）为例： ⚫ 若反应物A连续滴加，反应物B一次性投 入反应器，则反应物B远较A过量，可认 为C B =const，此时，可认为该反应为拟 一级不可逆反应，即： A k CA CB − r = ' ( ) 0 ' 0 ' ' A A B A B A CB − r = k C C = k C C = kC k = k
1.物料衡算 对组分A:Cn=(-r)y+a(Cn vCA0=kC,k+d(VCA dt 滴加液中A的浓度(注意:不是反应器 中A的初始浓度); C4:耐刻反应器中A的浓度 ν:A的滴加速率,体积/时间; V:反应器中反应物体积,为一个随时间的 变化量; dy p→ dt 0+1
1. 物料衡算 ⚫ 对组分A： – CA0：滴加液中A的浓度（注意：不是反应器 中A的初始浓度）； – CA：t时刻反应器中A的浓度； – v：A的滴加速率，体积/时间； – V：反应器中反应物体积，为一个随时间t的 变化量； dt d VC vC kC V dt d VC vC r V A A A A A A ( ) ( ) ( ) 0 0 = + = − + v V V vt dt dV = = 0 +
●初始条件:t=0,C,=0 ●求解微分方程得到: ∫m,vC40Jm at+C) VCA 10 k ●代入初始条件,得: A0 k C 丿C (1-eh) e v(1-e kv k(o+vt)o (0+t)
⚫ 初始条件： ⚫ 求解微分方程得到： ⚫ 代入初始条件，得： t = 0,CA = 0 k vC Ce e dt C vC VC e k t A d t k A d t k A 0 1 0 1 ) 1 ( = + + = − − k vC C A0 = − ( ) 1 ( ) (1 ) (1 ) (1 ) 0 0 0 0 0 t v V k e k V vt v e kV v e C C e k vC VC k t k t k t A A A k t A + − = + − = − = = − − − − −
对产物R: VC CAO kt-(1 40
⚫ 对产物R： ( ) (1 ) 0 0 0 t v V k kt e C C VC vC t VC k t A R R A A + − − = = − −
2.能量分析 反应器中的放热速率: Q=(-△Hr)(rA=(-△H)kCAD =(-△H1)wC40(1-e) t=0,O=0 t=∞,Q=vC40(△H,) 当反应为强放热反应,即(-H)很大时,可通 过控制A的滴加速率v来控制放热量,从而控 制反应温度
2. 能量分析 ⚫ 反应器中的放热速率： –当反应为强放热反应，即（-ΔHr）很大时，可通 过控制A的滴加速率vCA0来控制放热量，从而控 制反应温度。 ( ) (1 ) ( )( ) ( ) 0 k t r A r A r A H vC e Q H r V H kC V − = − − = − − = − , ( ) 0, 0 Q vCA0 Hr t t Q = = − = =