高等反应工程第三章.ppt

Chapter3  design for ideal flow homogeneous reactors
(理想流动均相反应器设计)
§3-1 理想间歇反应器(ideal batch reactors)
1、物料衡算的一般公式,
A进入=A流出+反应的A+A积累
反应的= ―积累(进入=流出=0)
积分
适用:等温,变温,等容,变容。
2、等容
3、反应体积, to―辅助操作时间
Q为体积流量
f―填装系数; V反应体积

反应热+温升热+传递热=0 (J/h)
rA(ΔHAr)V, CpvVdT/dt , KqA(T-TWa)
J/molA J/Lk
(1)恒温釜: 温升热=0 , 放热反应
[ 单位时间内反应从釜内放出的总热量]=
[ 单位时间内通过冷却面传出的总热量]
=[ 单位时间内由冷却介质带走的总热量]
用数学符号来表示为:
rA (-ΔHAr) V=KqA(T-TWa)=CpvwVΔTW (J/s)
式中:
TWa是冷却介质的平均温度,TWa=(T出-T入)/2, K ΔTW是冷却介质进出冷却器的温差,T出-T入,K
(2)绝热釜:传递热=0
温升热=-反应热
CpvVdT/dt=rA(-ΔHAr)V
= (-ΔHAr)NA0dXA/dt
dT=
[(-ΔHAr)NA0 /CpvV]dXA= λdXA
绝热温升λ=[(-ΔHAr)NA0 /CpvV]
=[(-ΔHAr)CA0 /Cpv
XA=0,T0;XA,T
所以,T=T0+ λ XA
§3-2 连续流动搅拌釜式反应器
(steady-state mixed flow reaction)
(basic equation)
A:进入= 流出+ 反应的+ 积累
而
空速(h-1)
即
空时(h)
(constant- volume process)
有
一级:
代入上式
(1-xAf)
二级:
代入上式
(The search for a rate equation)