1、第三章 均相化學(xué)反應(yīng)器第三章 均相化學(xué)反應(yīng)器第一節(jié) 間歇與半間歇反應(yīng)器第二節(jié) 完全混合流反應(yīng)器第三節(jié) 平推流反應(yīng)器本章主要內(nèi)容本章主要目的闡述各類均相化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計計算方法反應(yīng)器設(shè)計的目的 選擇合適的反應(yīng)器型式 確定最佳的操作條件 計算達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)所需要的反應(yīng)體積 確定反應(yīng)器的主要尺寸。第十三章 均相化學(xué)反應(yīng)器反應(yīng)器設(shè)計用到的基本方程 反應(yīng)動力學(xué)方程 物料衡算式 能量衡算式 動量衡算式第十三章 均相化學(xué)反應(yīng)器A的輸入量A的輸出量A的反應(yīng)量A的積累量qnA0qnA(rA)VdnA/dt反應(yīng)器的物料衡算單位時間內(nèi)反應(yīng)物A的物料衡算式：體積VA的存在量nAA的反應(yīng)量RA(kmol/s)A的輸入量

2、qnA0(kmol/s)A的輸出量qnA(kmol/s)反應(yīng)器的基本方程微元V中反應(yīng)物A的變化一、間歇反應(yīng)器二、半間歇反應(yīng)器第一節(jié) 間歇與半間歇反應(yīng)器本節(jié)的主要內(nèi)容1.間歇反應(yīng)器的操作方法將反應(yīng)物料按一定比例一次加到反應(yīng)器內(nèi)，然后開始攪拌，使反應(yīng)器內(nèi)物料的濃度和溫度保持均勻。反應(yīng)一定時間，反應(yīng)率達(dá)到所定的目標(biāo)之后，將混合物料排出反應(yīng)器。之后再加入物料，進(jìn)行下一輪操作，如此反復(fù)。一、間歇反應(yīng)器2.間歇反應(yīng)器的設(shè)計計算設(shè)計計算的目的(1)確定達(dá)到一定的反應(yīng)率時需要的反應(yīng)時間（t）(2)根據(jù)反應(yīng)時間確定轉(zhuǎn)化率或反應(yīng)后的各組分濃度（C）第一節(jié)間歇與半間歇反應(yīng)器間歇反應(yīng)器的基本方程間歇反應(yīng)器的物料衡算圖

3、濃度cA物質(zhì)量nA體積VqnA0qnA(rA)VdnA/dt第一節(jié)間歇與半間歇反應(yīng)器VrtnAAdd(12.2.1)(12.2.2)A0AAA0dxVrxnt(12.2.3)VrtxnAAA0dd與反應(yīng)速率的定義式形式相同A0AAA0dxrxct(12.2.4)（恒容反應(yīng)）A0AAAdccrct(12.2.6)（恒容反應(yīng)）第一節(jié)間歇與半間歇反應(yīng)器間歇反應(yīng)器的基本方程【例題13.1.1】間歇反應(yīng)器中發(fā)生一級反應(yīng)AB(恒容反應(yīng))，反應(yīng)速率常數(shù)k為0.35h-1，要使A的去除率達(dá)到90，則A在反應(yīng)器中需反應(yīng)多少小時？解：設(shè)xA為轉(zhuǎn)化率，則cA的值為cA=cA0(1-xA)=cA0(1-0.90)=0

4、.10cA0根據(jù)設(shè)計方程：cA/cA0=e-kt有0.10cA0/cA0=e-0.35t解得t=6.58h第一節(jié)間歇與半間歇反應(yīng)器間歇反應(yīng)器的圖解設(shè)計法A0積ct面t積面A0AAA0 xrdxct(12.2.4)A0AAAccrdct(12.2.6)第一節(jié)間歇與半間歇反應(yīng)器0Ax1/rAA0cAc01/rA(1)將兩種或兩種以上的反應(yīng)物、或其中的一些組分一次性放入反應(yīng)器中，然后將某一種反應(yīng)物連續(xù)加入反應(yīng)器。特點(diǎn)：可控制加入成分在反應(yīng)器中的濃度，便于控制反應(yīng)速率。(2)將反應(yīng)物料一次性加入反應(yīng)器，在反應(yīng)過程中將某個產(chǎn)物連續(xù)取出。特點(diǎn)：可以使反應(yīng)產(chǎn)物維持在低濃度水平（利于可逆反應(yīng)向生成產(chǎn)物的正方向

5、進(jìn)行；防止分泌產(chǎn)物對微生物生長的抑制作用）。二、半間歇反應(yīng)器（一）半間歇反應(yīng)器的操作方法第一節(jié)間歇與半間歇反應(yīng)器半間歇操作的特點(diǎn)(1)與間歇操作一樣，是一個非穩(wěn)態(tài)過程(2)與間歇操作不同之處：反應(yīng)混合液的體積隨時間而變化。第一節(jié)間歇與半間歇反應(yīng)器反應(yīng)量-rAVA的流入量A0VA0cqqnABccV濃度，體積tqnntqnntqnttxnnnA0A0AA0A0AA0A0A1)(AAA的量時間內(nèi)加入的的起始量的量時間內(nèi)反應(yīng)消耗掉的nA(nA0qnA0t)(1xA)（二）半間歇反應(yīng)器的設(shè)計計算1.轉(zhuǎn)化率的定義第一節(jié)間歇與半間歇反應(yīng)器2.半間歇反應(yīng)器的設(shè)計方程單位時間內(nèi)A的加入量：qnA0qVcA0單

6、位時間內(nèi)A的排出量：0反應(yīng)量：(rA)V積累量：dnA/dtd(cAV)/dtcA(dV/dt)+V(dcA/dt)物料衡算式：qVcA0=(rA)V+cA(dV/dt)+V(dcA/dt)(13.1.2)qVcA0=(rA)V+cAqV+V(dcA/dt)(13.1.3)VV0qVt第一節(jié)間歇與半間歇反應(yīng)器反應(yīng)量-rAVA的流入量A0VA0cqqnABccV濃度，體積【例題13.1.2】對于由反應(yīng)(a)和(b)構(gòu)成的反應(yīng)系統(tǒng)，試定性說明在下述半間歇操作時的反應(yīng)系統(tǒng)中各組分的濃度變化。(1)先向反應(yīng)器中加入A，之后連續(xù)加入B。(2)先向反應(yīng)器中加入B，之后連續(xù)加入A。A+BP，r1k1cAcB

7、(a)A+PQ，r2k2cAcP(b)第一節(jié)間歇與半間歇反應(yīng)器AcBcQc(a)先加入A，連續(xù)加入B時的變化(b)先加入B，連續(xù)加入A時的變化BcPcQctctcA+BP，r1k1cAcB(a)A+PQ，r2k2cAcP(b)第一節(jié)間歇與半間歇反應(yīng)器(1)對于一個實(shí)際規(guī)模的均相連續(xù)反應(yīng)器，影響反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的主要因素有哪些？(2)間歇反應(yīng)器的一般操作方式是什么？你能舉出哪些間歇反應(yīng)器的例子？(3)半間歇反應(yīng)器有哪幾種操作方式？(4)半間歇反應(yīng)器與間歇反應(yīng)器相比有哪些異同點(diǎn)？(5)對于半間歇反應(yīng)器，轉(zhuǎn)化率是如何定義的？本節(jié)思考題第一節(jié) 間歇與半間歇反應(yīng)器一、單級反應(yīng)器二、多級串聯(lián)反應(yīng)器第二節(jié) 全混

8、流反應(yīng)器 本節(jié)的主要內(nèi)容一、單級反應(yīng)器（一）操作方法與特點(diǎn)操作方法：連續(xù)恒定地向反應(yīng)器內(nèi)加入反應(yīng)物，同時連續(xù)不斷地把反應(yīng)液排出反應(yīng)器，并采取攪拌等手段使反應(yīng)器內(nèi)物料濃度和溫度保持均勻。全混流反應(yīng)器是一種理想化的反應(yīng)器。應(yīng)用：污水的pH中和槽、混凝沉淀槽以及好氧活性污泥的生物反應(yīng)器（常稱曝氣池）第二節(jié)全混流反應(yīng)器設(shè)計計算的目的：得到停留時間、反應(yīng)器體積等（二）基本方程與設(shè)計方法第二節(jié)全混流反應(yīng)器基本方程的一般形式全混流槽式連續(xù)反應(yīng)器(ContinuousStirredTankReactor，CSTR)在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下，組成不變，反應(yīng)速率恒定，即dnA/dt=0qnA0qnA(rA)VdnA/dt反應(yīng)

9、量-rAV濃度cA體積VA的流入量A0V0A0cqqnA的流出量AVAcqqnrAVqnA0qnArAVqV0cA0qVcArAVqnA0 xArAVqv0cA0 xAAAA0rxc令V/qv0(12.3.5)AAA0rcc(12.3.7)恒容反應(yīng)第二節(jié)全混流反應(yīng)器【例題13.2.1】完全混合流反應(yīng)器中發(fā)生一級反應(yīng)AB，反應(yīng)速率常數(shù)k為0.35h-1，要使A的去除率達(dá)到90，則A需在反應(yīng)器中停留多少小時？解：設(shè)xA為轉(zhuǎn)化率，則cA的值為cA=cA0(1-xA)=cA0(1-0.90)=0.10cA0根據(jù)反應(yīng)平衡方程：=(cA0-cA)/kcA有=(cA0-0.10cA0)/(0.350.10c

10、A0)=25.7h第二節(jié)全混流反應(yīng)器第二節(jié) 全混流反應(yīng)器 全混流反應(yīng)器的圖解設(shè)計法A0積c面積面(cA0 xA)/-rA(cA0cA)/rA（恒容反應(yīng)）第二節(jié)全混流反應(yīng)器A0c0Ac-1/rA0Ax-1/rA二、多級串聯(lián)反應(yīng)器（一）多級串聯(lián)全混流反應(yīng)器的基本方程c0c1c243214212n31cn第二節(jié)全混流反應(yīng)器A0c0Ac1/rAiincqqAVA1)-A(V1)-A(iincqq在恒容條件下，第i個反應(yīng)器的基本設(shè)計方程為：0AA0AAninniqqqxiiiiiiiirxxcrccqVA)1(AA0AAA)1(AV)(13.2.1)第二節(jié)全混流反應(yīng)器（二）多級串聯(lián)反應(yīng)器的逐步計算法一級

11、恒容反應(yīng)：rAikcAiiiiiiiiikcccrccqVAA)1(AAA)1(AV10AA11kcc)1)(1 (121A021AA2kkckcc)1 ()1)(1 (210AAnnkkkcciiikcc1)1(AA第二節(jié)全混流反應(yīng)器（二）多級串聯(lián)反應(yīng)器的逐步計算法二級恒容反應(yīng)：rAikcAi22AA)1(AAA)1(AViiiiiiiikcccrccqViiiikckc2411)1(AA第二節(jié)全混流反應(yīng)器【例題13.2.2】乙酸的水解反應(yīng)，可以近似地看作一級反應(yīng)，該反應(yīng)在300K時的速率方程為：rA=2.7710-3cAmol/(m3s)。將乙酸濃度為600mol/m3的液體以0.050m

12、3/min的速度送入一完全混合流反應(yīng)器。試求以下幾種情況時的乙酸的轉(zhuǎn)化率。(1)反應(yīng)器的體積為0.80m3時；(2)0.40m3的反應(yīng)器，二個串聯(lián)使用時；(3)0.20m3的反應(yīng)器，四個串聯(lián)使用時。第二節(jié)全混流反應(yīng)器(1)反應(yīng)器的體積為0.80m3時s96060/105080. 03330AA1mol/m0 .1649601077. 216001kcc%7 .72600164600A0A1A0A1cccx平均空間時間第二節(jié)全混流反應(yīng)器(2)0.40m3的反應(yīng)器，二個串聯(lián)使用時s48060/105040. 033232A0A2mol/m6 .110)4801077. 21 (600)1 (kcc

13、%6 .816006 .110600A0A2A02Acccx每個槽的平均空間時間第二節(jié)全混流反應(yīng)器(3)0.20m3的反應(yīng)器，四個串聯(lián)使用時s24060/105020. 033434A0A4mol/m1 .78)2401077. 21 (600)1 (kcc%0 .876001 .78600A0A3A0A4cccx每個槽的平均空間時間第二節(jié)全混流反應(yīng)器（三）圖解計算法iiiiirccqVAA)1(AViiiiccr)1(AAA操作方程)(AAckfri速率方程icA irA i1反應(yīng)曲線) 1 A(ic第二節(jié)全混流反應(yīng)器0AcrAA3cA2c31斜率A1c21A0c11反應(yīng)曲線圖解計算法的步驟

14、第二節(jié)全混流反應(yīng)器0AcrA【例題13.2.3】已知一級反應(yīng)AB在10個串聯(lián)的完全混合流反應(yīng)器(CSTR)中進(jìn)行，假設(shè)反應(yīng)速率常數(shù)k為0.35h-1，反應(yīng)物A的初始濃度為150mg/L，10個CSTR完全相同，A在每個CSTR中的停留時間是1/1.5h，分別采用公式法和圖解法求A的轉(zhuǎn)化率。第二節(jié)全混流反應(yīng)器公式法：A0A)11(ckcnn15081734. 0150)667. 0)(35. 0(11(Annnc當(dāng)n=10時,有mg/l180A1c所以10個串聯(lián)的CSTR反應(yīng)器的轉(zhuǎn)化率為：xA=(150-18.0)/150100%=88.0%。對于完全混合流反應(yīng)器，基本方程為第二節(jié)全混流反應(yīng)器圖

15、解法：如圖所示，以rA對cA作圖得反應(yīng)曲線，以1/的斜率構(gòu)造三角曲線圖得10個CSTR反應(yīng)器的反應(yīng)曲線，從圖中讀出第10個CSTR的出口濃度cA為18mg/L。所以10個串聯(lián)的CSTR反應(yīng)器的轉(zhuǎn)化率為：xA=(150-18.0)/150100%=88.0%。AAAddkcrtc一級反應(yīng)速率方程為第二節(jié)全混流反應(yīng)器0501001500102030405060Slope=1.50h-1rA /(mgL1h1)cA/(mgL1)(1)全混流連續(xù)反應(yīng)器的一般操作方式是什么？你能舉出哪些間歇反應(yīng)器的例子？(2)與間歇反應(yīng)器相比，對于同一反應(yīng)，在同樣的反應(yīng)條件下，達(dá)到同樣的轉(zhuǎn)化率，所需全混流連續(xù)反應(yīng)器的時

16、間有何不同？為什么？本節(jié)思考題第二節(jié)全混流反應(yīng)器(3)對于一簡單不可逆反應(yīng)，在反應(yīng)器總有效體積和反應(yīng)條件不變的條件下，隨著全混流反應(yīng)器的級數(shù)的增加，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率如何變化？為什么？轉(zhuǎn)化率的極限值是什么？(4)簡述多級全混流反應(yīng)器的解析計算法。(5)簡述多級全混流反應(yīng)器的圖解計算法。本節(jié)思考題第二節(jié)全混流反應(yīng)器一、簡單的平推流反應(yīng)器二、具有循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器第三節(jié)平推流反應(yīng)器本節(jié)的主要內(nèi)容一、簡單的平推流反應(yīng)器平推流反應(yīng)器的特點(diǎn)：在連續(xù)穩(wěn)態(tài)操作條件下，反應(yīng)器各斷面上的參數(shù)不隨時間變化而變化。反應(yīng)器內(nèi)各組分濃度等參數(shù)隨軸向位置變化而變化，故反應(yīng)速率亦隨之變化。在反應(yīng)器的徑向端面上各處濃度均一，

17、不存在濃度分布。（一）操作方式將物料連續(xù)流入、并連續(xù)取出，在反應(yīng)器內(nèi)使物料沿同一方向、以同樣的速度流動活塞流(pistonflow)第三節(jié)平推流反應(yīng)器第三節(jié)平推流反應(yīng)器平推流反應(yīng)器一般應(yīng)滿足以下條件：管式反應(yīng)器：管長是管徑的10倍以上。固相催化反應(yīng)器：填充層直徑是催化劑粒徑的10倍以上。設(shè)計計算的目的：得到停留時間、反應(yīng)器體積等第三節(jié)平推流反應(yīng)器平推流反應(yīng)器的基本方程在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下，dnA/dt=0qnAqnAdqnA(rA)dVdnA/dtdqnA(rA)dV(12.3.11)0 , ,A0V0A0A0 xqcqnVAAVA ,qxcqdVAAA ,xcqnAAAAddxxqqnnV（二）基本

18、方程和設(shè)計計算方法基本方程的不同表達(dá)形式AAddrVqn(12.3.12)AAA0ddrVxqnAAVd)(drVcq(12.3.13a)(12.3.13b)微分形式第三節(jié)平推流反應(yīng)器基本方程第三節(jié)平推流反應(yīng)器A0AAA0dxnrxqVA0AAA0 xrdxc(12.3.15)(12.3.18)積分形式恒容反應(yīng)的基本方程AA0AAdccrc在恒容條件下：cAcA0(1-xA)，即-cA0dxAdcA(12.3.19)第三節(jié)平推流反應(yīng)器恒溫恒容反應(yīng)的設(shè)計方程：與間歇反應(yīng)相同（表13.1.1）A0AAA0dxrxct(12.2.4)（恒容反應(yīng)）A0AAAdccrct(12.2.6)（恒容反應(yīng)）第一

19、節(jié) 間歇與半間歇反應(yīng)器間歇反應(yīng)器的基本方程第三節(jié)平推流反應(yīng)器【例題13.3.1】在例題13.2.3中，假如反應(yīng)在1個平推流反應(yīng)器中進(jìn)行，且停留時間與10個串連CSTR的總停留時間相同，試計算A的轉(zhuǎn)化率，并與例題13.2.3中的結(jié)果比較。對于平推流反應(yīng)器，基本方程為kcc eA0A于是有mg/L5 .14e )150()67. 6)(35. 0(Ac所以1個平推流反應(yīng)器的轉(zhuǎn)化率為：xA=(150-14.5)/150100%=90.3%。解：第三節(jié)平推流反應(yīng)器xA88.0%第三節(jié) 平推流反應(yīng)器 【例題13.3.2】平推流反應(yīng)器中發(fā)生一級反應(yīng)AB，反應(yīng)速率常數(shù)k為0.35h-1，要使A的去除率達(dá)到9

20、0，則A需在反應(yīng)器中停留多少小時？設(shè)xA為轉(zhuǎn)化率，則cA的值為cA=cA0(1-xA)=cA0(1-0.90)=0.10cA0根據(jù)反應(yīng)平衡方程：cA/cA0=e-k有(0.10cA0)/cA0=e-0.35解得=6.58h解：第三節(jié)平推流反應(yīng)器【例題13.3.3】乙酸的水解反應(yīng)，可以近似地看作一級反應(yīng)，該反應(yīng)在300K時的速率方程為：rA=2.7710-3cAmol/(m3s)將乙酸濃度為600mol/m3的液體以0.050m3/min的速度送入一有效體積為0.80m3的平推流反應(yīng)器，求反應(yīng)器出口處的轉(zhuǎn)化率。第三節(jié)平推流反應(yīng)器對于一級反應(yīng)，在恒容條件下：rA=kcA=kcA0(1-xA)A0A

21、A0AVA0)1 (dxxkcxqcV930. 0960e131077. 2Ax)1ln(Axk)1ln(AVxqkVkxe1A解：第三節(jié)平推流反應(yīng)器kxe1A根據(jù)題意，k=2.7710-3s1s96060/ )1050(80. 03s第三節(jié)平推流反應(yīng)器圖解計算法A0積c面積面A0cAcA0AAA0dxrxc(12.3.18)A0AAAdccrc(12.3.19)0Ax1/rA01/rA(1)將排出反應(yīng)器的混合物的一部分不經(jīng)任何處理直接返送到入口處。二、具有循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器（一）循環(huán)反應(yīng)器的操作方法反應(yīng)器反應(yīng)物料產(chǎn)物循環(huán)(a)反應(yīng)器反應(yīng)物料產(chǎn)物未反應(yīng)物料循環(huán)(b)分離器(2)在反應(yīng)器出口

22、設(shè)一分離裝置，將反應(yīng)產(chǎn)物分離取出，只把未反應(yīng)的物料返送到反應(yīng)器入口處。第三節(jié)平推流反應(yīng)器(3)微生物培養(yǎng)中常用的一種形式。在反應(yīng)器出口設(shè)置菌體分離器，將反應(yīng)產(chǎn)生的菌體濃縮，把濃縮后的菌體的一部分或全部返送到反應(yīng)器 生成物營養(yǎng)物質(zhì)菌體分離器菌體濃縮液第三節(jié) 平推流反應(yīng)器 （二）循環(huán)反應(yīng)器的設(shè)計方法Vcqqn，AVAA00VA0cqqnA11VA1cqqnA2V2A2cqqnAeAeVeAecxqqnMN3VA3qqn，(a) 平推流循環(huán)反應(yīng)器VeV3qq排出反應(yīng)器的體積流量循環(huán)物料的體積流量循環(huán)比第三節(jié) 平推流反應(yīng)器 1.循環(huán)反應(yīng)器的物料衡算反應(yīng)器系統(tǒng)外圍，即虛線部分的轉(zhuǎn)化率xAe(qnA0qn

23、Ae)/qnA0(13.3.2)即：qnAeqnA0(1xAe)/qnA0(13.3.3)Vcqqn，AVAA00VA0cqqnA1V1A1cqqnA2V2A2cqqnAeAeeVAecxqqnMN3VA3qqn，第三節(jié)平推流反應(yīng)器反應(yīng)器出口點(diǎn)(2)A的物質(zhì)流量qnA2(1)qnAeqnA0(1)(1xAe)(13.3.4)N點(diǎn)出的物料衡算qnA3qnAeqnA0(1xAe)(13.3.5)混合點(diǎn)M處的物料衡算式為：qnA1qnA0qnA3(13.3.6)由(13.3.5)和(13.3.6)式可得：qnA1qnA01(1xAe)(13.3.7)V，c，q，qAVAnA00VA0cqqnA11V

24、A1cqqnA2V2A2cqqnAeAeVeAecxqqnMN3VA3qqn，第三節(jié)平推流反應(yīng)器1.進(jìn)入反應(yīng)器的物質(zhì)流量不是qnA0而是qnA1qnA1qnA01(1xAe)(13.3.7)2.進(jìn)入反應(yīng)器的物料是新鮮物料與反應(yīng)后物料的混合物。故對反應(yīng)器本身進(jìn)行物料衡算時，不能使用qnA0定義的轉(zhuǎn)化率xA。幾點(diǎn)說明與注意點(diǎn)第三節(jié)平推流反應(yīng)器qnA2(1)qnAeqnA0(1)(1xAe)(13.3.4)qnA0qnA2qnA0(1xAe)(13.3.10)xAe可以視為與qnA0，即qnA0(1)為基準(zhǔn)的反應(yīng)器出口(2)處的xA2相等。A0A0AAnnnqqqx第三節(jié)平推流反應(yīng)器2.循環(huán)反應(yīng)器的

25、等價反應(yīng)器Vcqqn，AVAA0V0A0cqqnA1A1xqnAeA2A2xxqnM(b)與(a)等價的反應(yīng)器(a)平推流循環(huán)反應(yīng)器第三節(jié)平推流反應(yīng)器Vcqqn，AVAA00VA0cqqnA1V1A1cqqnA2V2A2cqqnAeAeeVAecxqqnMN3VA3qqn，等價反應(yīng)器系統(tǒng)的特點(diǎn)(1)物料流的體積流量qV0qV0(1)，組成與原物料流相同，所以qnA0qnA0(1)。(2)原物料流與循環(huán)流在M點(diǎn)處混合所產(chǎn)生的組成變化，被假設(shè)為是在反應(yīng)器M內(nèi)所發(fā)生的。進(jìn)入反應(yīng)器M的物料流為未反應(yīng)物料qV0，A的進(jìn)入量為qnA0，假想是由于在該反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生反應(yīng)，A的排出量變?yōu)閝nA1。第三節(jié)平推流反

26、應(yīng)器Vcqqn，AVAA0V0A0cqqnA1A1xqnAeA2A2xxqnM(3)反應(yīng)器M出口處的轉(zhuǎn)化率xA1為：)1 ()1 (1)1 (A0AeA0A00AA1A0A1nnnnnnqxqqqqqx1A1Aexx(13.3.13)第三節(jié)平推流反應(yīng)器Vcqqn，AVAA0V0A0cqqnA1A1xqnAeA2A2xxqnM系統(tǒng)b的主反應(yīng)器與原系統(tǒng)有相同的反應(yīng)體積和轉(zhuǎn)化率，因此可以利用該系統(tǒng)對原系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計計算。AeA0AeA0A0A2A0A2)1 ()1 ()1 (xqqqqqqxnnnnnn(4)以qnA0為基準(zhǔn)的反應(yīng)器出口處的轉(zhuǎn)化率xA2為：(5)主反應(yīng)器內(nèi)的質(zhì)量流量與體積流量分別為：q

27、nAqnA0(1)(1xA)(13.3.15)qVqV0(1)(1+AxA)(13.3.16)第三節(jié)平推流反應(yīng)器AeAe)1(AAA0d)1 (xxnrxqV設(shè)計方程3.循環(huán)反應(yīng)器的設(shè)計方法等價反應(yīng)器的設(shè)計A0AAA0dxnrxqV(12.3.15)參照第十二章積分反應(yīng)器的設(shè)計方程第三節(jié)平推流反應(yīng)器A2A1AA0AdxxnxVqrAeAe)1(AA0A)1 (xxnrxdqV設(shè)計方程ABCDEFG2CDAB 0Ax1AexAex圖解解析法第三節(jié)平推流反應(yīng)器1/rA【例題13.3.4】對于如圖13.3.3所示的平推流循環(huán)反應(yīng)器，試推導(dǎo)出恒溫、恒容條件下的設(shè)計方程。對于恒容反應(yīng)，反應(yīng)過程中體積恒定，故反應(yīng)器的設(shè)計方程可簡單地表示為：混合點(diǎn)M處的A的物料衡算式為：A1AeAAccrdcA1V0VAe0V0A0V)(cqqcqcq解：第三節(jié)平推流反應(yīng)器Vcqqn，AVAA00VA0cqqnA1V1A1cqqnA2V2A2cqqnAeAeeVAecxqqnMN3VA3qqn，將式代入式整理可得：式即為平推流循環(huán)反應(yīng)器在恒容條件下的基本設(shè)計方程。 AeAeA01AAV0d)1 (cccrcqV 所以1)(AeA0A1ccc 第三節(jié) 平推流反應(yīng)器