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反應工程課件第一章-資料下載頁

2025-09-11 20:42本頁面

　　

【正文】的反應動力學，又稱為反應器級或床層級宏觀反應動力學，必須在顆粒級宏觀反應動力學的基礎上考慮流動狀況的影響，這些問題往往是當今反應工程研究工作者的重點研究內容。（ 5）盡管催化劑開發的研究工作者對催化劑的失活與毒物的品種及含量，起始活性溫度和耐熱溫度等問題進行過必要的實驗研究，但最好多了解工業反應器中催化劑的實際操作運行情況，如工業催化劑的失活與毒物含量使用時間的關系 .催化反應操作失控而導致飛溫，由于氣液、氣固等反應器各種部件設計不妥導致流體分布不均，從而達不到設計工藝指標等方面的實際案例，以便對反應器的設計、操作和原料氣制備方面提出必要的改進建議。 2）生產工藝及反應器的設計參數化學反應器雖是過程工業眾多裝置中的主要裝置，但設計和操作要從屬于多尺度、多層次的整個工業過程大系統的要求。一般說來，較大規模工業過程有關規模、選址、采用的原料和主要生產工藝須首先經項目論證，由政府主管部門根據國家建設和科學發展觀的經濟需要來批準，其次，要根據投資、原料消耗、能量消耗和回收等方面的經濟效益和環保安全方面的要求來考慮，確定整個生產工藝中各有關工序的流程、裝備和主要操作條件，大型工業過程含有多個生產工序，往往其中許多工序都有化學反應器，它們的設計參數相互有機地聯系。 3）安全生產技術有一項十分重要的技術，即安全生產技術，主要是防爆、防泄漏、防污染，除壓力設備系統因超壓導致爆炸，以及加工不良導致可燃、有毒氣體逸出。反應器的工藝設計包括兩個方面。一方面是在確定的生產任務條件下，即已知原料量、原料組成和對產品要求，通過設計計算，確定反應器的工藝尺寸，即反應器的直徑、高度等。另一方面是反應器的校核計算，即已有一給定的反應器（已知反應器大小）確定產品達到一定質量要求的前提下，能否完成產量；或保持一定產量時，質量是否合格。反應器設計的基本內容 (1)選擇合適的反應器型式 (2)確定最佳的工藝條件 (3)計算所需反應器體積反應系統的動力學特性反應器的流動特征和傳遞特性最大反應效果反應器的操作穩定性反應器結構和尺寸的優化目標動力學方程式物料衡算方程式熱量衡算方程式動量衡算方程式反應速率，過程速率反應體系中各組分濃度反應溫度，各物料溫度反應壓力反應器設計的基本方程 1) 物料衡算方程式物料衡算以質量守恒定律為基礎，是計算反應器體積的基本方程。對間歇反應器與全混流反應器，由于反應器中濃度均勻，可對整個反應器作物料衡算。對于反應器中物料濃度沿長度具有分布的反應器，應選取反應器微元體積，假定在這些微元體積中濃度和溫度均勻，對該微元作物料衡算，將這些微元加和起來，成為整個反應器。對反應器或對反應器微元體積進行某反應組分的物料衡算。某組分流入量某組分流出量某組分反應消耗量某組分累積量＝ ﹢ ﹢ 反應器反應單元流入量流出量反應量累積量間歇式整個反應器 0 0 √ √ 平推流 (穩態 ) 微元長度 √ √ √ 0 全混釜 (穩態 ) 整個反應器 √ √ √ 0 非穩態 √ √ √ √ 說明 A、對單一反應，由于獨立反應組分數是 1個，只要知道任一反應組分的濃度，即可求出其他組分的濃度，因此物料衡算式是 1個。 B、對復合反應體系，獨立反應組分數大于 1，因此物料衡算式也大于 1，組成方程組求解。 2) 熱量衡算方程式熱量衡算以能量守恒與轉化定律為基礎。在計算反應速率時必須考慮反應體系的溫度，通過熱量衡算可以計算反應器中溫度的變化。帶入的熱焓流出的熱焓反應熱熱量的累積傳向環境的熱量反應器反應單元帶入量帶出量反應熱累積量間歇式整個反應器 0 0 √ √ 平推流 (穩態 ) 微元長度 √ √ √ 0 全混釜 (穩態 ) 整個反應器 √ √ √ 0 非穩態 √ √ √ √ ＝ ﹢ ﹢ ﹢

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