§84全混流反应器

qV kCA0 (1 xA ) 2
•
VR
0.5
qV kCA0 (1 0.5)2
• (a)/(b)
12
xA (1 xA )2
∴
xA 0.75
2020/6/17
(a) (b)
9
• （2）、对于PFR
• 由于体积相同，其他条件不变，所以
• t3=t1， kt3CA0=kt2CA0=2
(t=1/0.5kCA0)
qV (C A0 C A ) (rA )VR
t VR CA0 CA
qV
rA
(2)
将 C A C A0 (1 xA )
代入（2）
Fra Baidu bibliotek
t VR CA0 xA
(3)
qV rA
2020/6/17
4
t— 空间时间，因为是定容过程，∴又称为逗
留时间，因为物料质点在反应器的停留时间
长短不一，所以称为平均逗留时间。
2020/6/17
2
物料衡算式为：引入量＝引出量＋反应消耗量
FA0 FAf (rA )VR
FAf FA FA0 (1 x A )
FA0 FA0 (1 xA ) (rA )VR
FA0 x A (rA )VR
VR xA
(1)
FA0 rA
2020/6/17
3
定容过程， FA0 qV C A0 qV C Af (rA )VR
1、物料连续以恒定的流速流入、流出反应器， 稳态操作 2.器内各处浓度和温度均一，且与出口物料 相同。
3、各流体质点在反应器内的停留时间不等。
4、等温时，CA 、x A、(rA )不随时间和空间而变。
根据以上特点，物料衡算范围为整个反应器， 对着眼组分Ａ进行物料衡算，因为过程属于稳定 流动，∴没有积累。
（7）
6
对于二级反应： rA kCA2 kCA02 (1 xA )2
代入（3）
t
CA0 xA
xA
kCA02 (1 xA )2 kCA0 (1 xA )2
（8）
CSTR的优点： 连续操作，有利于大规模生产， 易于自动控制，产品质量稳定。 不需要非生产辅助时间。
2020/6/17
7
• •
45页7题，解：
§8-4 全混流反应器
这是一种理想化了的连续操作的反应器，也 叫理想混合反应器，或叫连续搅拌釜式反应 器（Continuous Stirred Tank Reactor CSTR）。
CA0 FA0 xA0=0
2020/6/17
FA CA XA
FAf=FA CAf=CA
连续搅拌反应器1、13
1
CSTR的特点：
（１）、（２）、（３）称为CSTR的基本计 算公式. 在定容条件下，对于一级反应：
rA kCA kCA0 (1 xA ) 分别代入(2)、（3）
2020/6/17
5
t CA0 CA kCA
CA
C A0 1 kt
t xA k(1 xA )
kt xA 1 kt
2020/6/17
（4） （5） （6）
1.117 m3
• （4）
VR1
qV k
ln 1 1 xA
0.01 0.0806
ln 1 1 0.8
0.2m3
VR2
qV k
1 ln
1 xA
0.01 0.0806
ln 1 1 0.9
0.286 m3
2020/6/17
13
VR
kCA20 (1
qV C A0 x A x A )2 (CB0 0.5C A0 xA )
0.0025
0.028 / 60 60 2(1 0.6)2 (3 0.5 2 0.6)
0.146 m3
• 9题，解（1）
VR
qV C A0 x A kCA0 (1 x A )
14.4 0.8 24 60 0.0806 (1 0.8)
（1）
t k CA0
x (1
A
x
A
)
2
0.5 kCA0 0.52
1 0.5k CA0
VR=qVt，VR2=6VR，6VR=6qVt=qVt2
6qV
qV xA
0.5kCA0 kCA0 (1 xA )2
xA2 25 xA 12 0
∴ xA 0.75
2020/6/17
8
• 另解：
6VR
xA
0.496 m3
•
（2）
VR
qV C A0 x A kCA0 (1 x A )
2020/6/17
xA
VR k qV VR k
0.496 0.38 14.4 0.496
0.38
0.95
24 60
12
• （3）
VR
qV C A0 x A kCA0 (1 x A )
0.01 0.9 0.0806 (1 0.9)
• 因为流动情况不同，根据PFR的特点，有以下关
系式，
t3
CA3 CA0
dCA kCA2
1 1
k
CA3
1 CA0
kt3C A0
C A0 C A3
1
2
∴
C A3 1
2020/6/17
C A0 3
10
• 所以
x A3
1 CA3 C A0
1 1 3
2 3
2020/6/17
11
• 有效容积