(三)按反应器结构类型分类型式特征适用的反应釜(槽)式,一级液相,适用性大,操作弹性大。连续操作时温度液一液相,液一固相,气一或多级串联液相,气-液-固三相浓度易控制,返混严重。均相管式气相,液相比传热面大,长径比很大,压降大,近平推流。固定床气-固相催化(绝热式或连续换催化剂不易磨损,但装卸难,传热控温不热式)易,近平推流填料塔气-液相结构简单,压降小,填料装卸麻烦,返混小。板式塔气-液相逆流接触,流速有限制,返混小,可在板间另加换热面喷雾塔气-液相快速反应结构简单,流体表面积大,气流速度有限制。流化床气-固相(催化及非催化)传热好,易控温。粒子易输送,但易磨损液-固相(非催化)操作条件限制较大,返混较大。2025/8/30
2025/8/30 (三)按反应器结构类型分类 型式 适用的反应 特征 釜(槽)式,一级 或多级串联 液相,液-液相,液-固相,气- 液相,气-液-固三相 适用性大,操作弹性大。连续操作时温度、 浓度易控制,返混严重。 均相管式 气相,液相 比传热面大,长径比很大,压降大,近平 推流。 固定床 气-固相催化(绝热式或连续换 热式) 催化剂不易磨损,但装卸难,传热控温不 易,近平推流。 填料塔 气-液相 结构简单,压降小,填料装卸麻烦,返混 小。 板式塔 气-液相 逆流接触,流速有限制,返混小,可在板 间另加换热面。 喷雾塔 气-液相快速反应 结构简单,流体表面积大,气流速度有限 制。 流化床 气-固相(催化及非催化) 液-固相(非催化) 传热好,易控温。粒子易输送,但易磨损, 操作条件限制较大,返混较大
气流床气-固相固体颗粒细小,,气流流动情况复杂。滴流床气-液-固三相催化剂带出少,要求气液分布均匀,温度调节较难。鼓泡淤浆床气-液一固(催化及非催化)固相在液相中悬浮,气相连续流入及流出反应器。三相流化床气-液一固(催化及非催化)固相在液相中悬浮,液相和气相连续进入及流出反应器气-固相,回转筒式固-固相粒子返混小,相接触面小,传热效能低。螺旋挤压机式高黏度液相停留时间均一,传热难。2025/8/30
2025/8/30 气流床 气-固相 固体颗粒细小,气流流动情况 复杂。 滴流床 气-液-固三相 催化剂带出少,要求气液分布 均匀,温度调节较难。 鼓泡淤浆床 气-液-固(催化及非催化) 固相在液相中悬浮,气相连续 流入及流出反应器。 三相流化床 气-液-固(催化及非催化) 固相在液相中悬浮,液相和气 相连续进入及流出反应器。 回转筒式 气-固相,固-固相 粒子返混小,相接触面小,传 热效能低。 螺旋挤压机式 高黏度液相 停留时间均一,传热难
本节思考题(1)反应器的一般特性主要指哪几个方面?(2)反应器研究开发的主要任务是是什么?反应器的分类?(3)什么是间歇操作、连续操作和半连续操作?它们一般各有哪些主要特点?(4)根据反应物料的流动与混和状态,反应器可分为哪些类型?(5什么是流体的质点、停留时间、寿命分布和年龄分布、返混?2025/8/30
2025/8/30 (1) 反应器的一般特性主要指哪几个方面? (2) 反应器研究开发的主要任务是是什么?反应器的分类? (3) 什么是间歇操作、连续操作和半连续操作?它们一般各有 哪些主要特点? (4)根据反应物料的流动与混和状态,反应器可分为哪些类型? (5)什么是流体的质点、停留时间、寿命分布和年龄分布、返混? 本节思考题
第二节化学计量学表示参加反应的各组分的数量关系2.1 化学计量式:An-1 +VnAV,A +V2A2 +.也可以写成:-V,A, -V 2A2 -...+v n-iAn-1 +VnAn =0式中:或:Zv,A, = 0A,为组分ii=1V为组分的化学计量数2025/8/30
2025/8/30 第二节 化学计量学 n n n n ν 1 1 +ν 2 2 + = +ν −1 −1 +ν 2.1 化学计量式: 也可以写成: 或: 表示参加反应的各组分的数量关系 −ν 1 1 −ν 2 2 −+ν n−1 n−1 +ν n n = 0 0 1 = = n i i i ν 式中: Ai为组分i νi为组分i的化学计量数
2.2反应进度、转化率、化学膨胀因子反应进度(extentofreaction)对于单一反应VAA+VBB=VIL+VMMS称为“反应进度”,单位为mol.W-nAOnB-nBO ni-nio= n-nmo=5取正值VLVAVBVM各组分初始态的物质的量分别为nAO,nBO,nLO,nMo“某一状态”反应物质的量为nA,nB,nL,nM2025/8/30
2025/8/30 ❖ 反应进度(extent of reaction) 对于单一反应 ξ 称为“反应进度”,单位为mol. = − = − = − = − − − M M M L L L B B B A nA nA0 n n 0 n n 0 n n 0 A A+ B B = L L + M M ξ取正值 各组分初始态的物质的量分别为nA0, nB0, nL0, nM0 “某一状态”反应物质的量为nA,nB,nL,nM 2.2 反应进度、转化率、化学膨胀因子