平推流模型 模型特点

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1、平推流模型模型特点(1)物料参数（温度、浓度、压力等）沿流动方向连续变化；2)垂直流动方向的任一截面上的物料参数相同；(3)沿流动方向的截面间不相混合；4)返混＝0，不同年龄的质点不相混合。。适用范围：L/D较大，流速比较大。全混流模型（理想混合模型、连续搅拌槽式反应器模型）模型特点：(1)同一时刻进入反应器的新鲜物料在瞬间达到完全分散混合。(2)物料参数处处相同，并等于出口处的参数；器内物料参数不随时间变化。(3)器内物料粒子的年龄不同；同一时刻离开反应器的物料中，粒子的寿命也不相同。(4)返混＝∞，粒子停留时间分布最大。适用范围：搅拌反应器，强烈搅拌。在连续操作的反应器中，对于恒容过程

2、，物料的平均停留时间也可以看作是空时，两者在数值上是等同的；若为变容过程，在一定的反应器体积VR下，按初始进料的体积流量计算的平均停留时间，并不等于体积起变化时的真实平均停留时间，而且，平均停留时间与空时也有差异。1间歇釜式反应器优缺点用于非生产性的操作时间长，即每次投料、排料、清釜和物料加热的时间，产物的损失较大且控制费用较大等。适用于经济价值高、批量小的产物，如药品和精细化工产品等的生产。每批实际操作时间=反应时间+辅助时间　　　反应器有效体积VR：式中V′为单位时间的物料处理量反应器的实际体积V实：　2平推流反应器　物料衡算式特点：(1)各点浓度、温度和反应速度不随时间而变化，故单元

3、时间上t可任取；(2)沿流动方向物料浓度、温度和(–rA)都在改变，故应取单元体积∆V=dV；(3)流体流动为连续稳定流动，在单元时间、单元体积内反应物的积累量为零。3全混流反应器全混釜物料衡算式特点：(1)釜内各处物料参数相同，不随时间改变，不随时间改变，过程参数与空间位置和时间无关。(2)釜内参数与流出参数一致，所以釜内与流出流体的反应速率值均为(–rA)f。(3)定常态操作，所以累积量=0平推流反应器的串联操作N个平推流反应器串联操作，设N个平推流反应器的出口转化率分别为x1、x2、×××、xN。第一个反应器物料衡算：第二个反应器物料衡算：第i个反应器物料衡算：N个平推流反应器串联：

4、若每个反应器内的温度相同，则(-rA)也相同，有：结论：N个平推流反应器串联操作，其总体积为VR，则其最终转化率与一个具有相同体积（VR）的单个平推流反应器所能获得的转化率相同。单个平推流反应器可以拆分为N个平推流反应器串联操作，只要满足两者的所到达的转化率相同，即可。2平推流反应器并联并联操作反应器的总体积等于各个支路反应器体积之和：并联操作反应器的总物料体积流量等于各个支路体积流量之和：基础设计方程：若干个平推流反应器并联操作，要使最终转化率达到最大或使反应器总体积最小，前提条件是要尽可能减少返混，而只有当并联各支路之间的转化率相同时没有返混。如各支路的转化率不同，就会出现不同转化率的

5、物流相互混合，即不同停留时间的物料的混合，就是返混。并联操作要满足：或3全混流反应器并联多个全混流反应器并联操作时，要满足并联的全混流反应器体积最小，就要求每一支路达到相同的转化率，这与平推流反应器并联操作的要求相同。并联操作要满足：或4多釜串联基础设计方程对任意第i釜中关键组分A作物料衡算流入量=流出量+反应量+累积量FA,i-1FA,i(-rA)iVi　　0整理得：或：　　　　　　恒容系统：　　　　对于N釜串联操作的系统，总空时：釜与釜之间不存在返混，所以总的返混程度小于单个全混釜的返混。τ小于单个全混釜达到相同转化率xAN时的空时。各釜之间不存在返混，故总的返混程度小于单个全混釜的返

6、混。解析法计算出口浓度或转化率(1)一级反应第１个釜的出口浓度：第2个釜的出口浓度：依此类推，可求出第n个釜的出口浓度为：若各釜的温度或体积相等，即：则：2)二级反应以上面方法，可以推出：达到指定转化率反应器总体积随釜数N增加而减少。釜数总成本费用与釜数的关系如右图所示。N＝4，总费用最少。釜数N增加，生产操作的难度和费用也增加。因此串联釜数的最优选择一般不超过4。3.等温、等体积情况的图解计算图解法原理联立并解基础设计式和动力学方程5循环反应器(RecycleReactor)前面已介绍过平推流反应器的主要优点是没有返混，因此，在同样的转化率下反应器体积最小。在工业上却经常把部分产物循环送

7、至反应器入口。此类反应器称为循环反应器，见图。循环反应器的一个重要参数是循环比β，定义为：当β=0时无循环，即为PFR情况。当β=∞时，全部循环，即相当于CSTR的情况。2.5反应器选型与操作方式评选单一反应：没有产物分布问题，设计中只需考虑反应器的大小，即生产能力的大小；复合反应：存在产物的分布，主要考虑产物的收率或选择性。单一反应2.5.1.1简单反应器的大小比较一、简单反应器的设计方程单一不可逆反应：A→P，等温，