§8.4全混流反应器
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2012-7-10
分别代入(2)、（3）
5
t
C A0 C A kC
A
（4）
CA
t
C A0 1 kt
xA
（5） （6）
k (1 x A )
xA
2012-7-10
kt 1 kt
（7）
6
对于二级反应：
r A kC
2 A
kC
2 A0
(1 x A )
2
代入（3）
1
CSTR的特点：
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。 C 4、等温时， 、x A、 r ) 不随时间和空间而变。 (
A
A
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。
2
kC
0 .5
A0
0 .5
2
1 0 . 5 kC
A0
VR=qVt，VR2=6VR，6VR=6qVt=qVt2
6 qV 0 . 5 kC
2 A
A0
kC
q V x A
A0
(1 x A )
2
x 25 x 12 0 A
∴
2012-7-10
x 0 . 75 A
3
VR2
qV k
ln
1 1 xA
0 . 01 0 . 0806
ln
1 1 0 .9
0 . 286 m
3
2012-7-10
13
VR F A0 xA rA
(1)
2012-7-10
3
定容过程， F A 0 q V C A 0 q V C Af ( r A )V R
q V ( C A 0 C A ) ( r A )V R
t
VR qV
C A0 C A rA
(2) 代入（2）
将
C A C A 0 (1 x A )
11
• 有效容积
VR qV C A0 x A kC
2 A0
(1 x A ) ( C B 0 0 . 5 C A 0 x A )
2
0 . 028 / 60 60 0 . 0025 2 (1 0 . 6 ) ( 3 0 . 5 2 0 . 6 )
2
0 . 146 m
t3
CA3 CA0
dC A kC A
2
1 1 1 k C A3 C A0
kt 3 C A 0
C A0 C A3
1 2
∴
2012-7-10
C A3 C A0
1 3
10
• 所以
x A3 1
C A3 C A0
1
1 3
2 3
2012-7-10
t
VR qV
C A0 x A rA
(3)
4
2012-7-10
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。 （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：
r A kC A kC A 0 (1 x A )
xA
t kC
C A0 x A
2 A0
(1 x A )
2
kC
(1 x A ) A0
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。
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• 45页7题，解： t • （1） kC
xA
A0
(1 x A )
§8-4 全混流反应器
wk.baidu.com
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）。
C A0 FA0 xA0= 0
FA
CA
XA
F A f= F A C A f= C A
连续搅拌反应器1、13
2012-7-10
12
xA
2012-7-10
VRk qV V R k
• （3）
VR qV C A0 x A kC
A0
(1 x A )
0 . 01 0 . 9 0 . 0806 (1 0 . 9 )
1 . 117 m
3
• （4）
V R1 qV k ln 1 1 xA 0 . 01 0 . 0806 ln 1 1 0 .8 0 .2 m
3
• 9题，解（1）
14 . 4 VR qV C A0 x A kC
A0
(1 x A )
24 60
0 .8 0 . 496 m
3
0 . 0806 (1 0 . 8 )
• （2）
VR
qV C A0 x A kC
A0
(1 x A )
0 . 496 0 . 38 14 . 4 24 60 0 . 496 0 . 38 0 . 95
8
• 另解：
6V R qV
x A A ) 2 kC A 0 (1 x
0 .5
(a)
•
VR qV
kC
A0
(b)
2
(1 0 . 5 )
• (a)/(b) ∴
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12
x A A ) 2 (1 x
x 0 . 75 A
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) 因为流动情况不同，根据PFR的特点，有以下关 系式，
2012-7-10 2
物料衡算式为：引入量＝引出量＋反应消耗量
F A 0 F Af ( r A )V R
F Af F A F A 0 (1 x A )
F A 0 F A 0 (1 x A ) ( r A )V R
F A 0 x A ( r A )V R
分别代入(2)、（3）
5
t
C A0 C A kC
A
（4）
CA
t
C A0 1 kt
xA
（5） （6）
k (1 x A )
xA
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kt 1 kt
（7）
6
对于二级反应：
r A kC
2 A
kC
2 A0
(1 x A )
2
代入（3）
1
CSTR的特点：
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。 C 4、等温时， 、x A、 r ) 不随时间和空间而变。 (
A
A
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。
2
kC
0 .5
A0
0 .5
2
1 0 . 5 kC
A0
VR=qVt，VR2=6VR，6VR=6qVt=qVt2
6 qV 0 . 5 kC
2 A
A0
kC
q V x A
A0
(1 x A )
2
x 25 x 12 0 A
∴
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x 0 . 75 A
3
VR2
qV k
ln
1 1 xA
0 . 01 0 . 0806
ln
1 1 0 .9
0 . 286 m
3
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13
VR F A0 xA rA
(1)
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3
定容过程， F A 0 q V C A 0 q V C Af ( r A )V R
q V ( C A 0 C A ) ( r A )V R
t
VR qV
C A0 C A rA
(2) 代入（2）
将
C A C A 0 (1 x A )
11
• 有效容积
VR qV C A0 x A kC
2 A0
(1 x A ) ( C B 0 0 . 5 C A 0 x A )
2
0 . 028 / 60 60 0 . 0025 2 (1 0 . 6 ) ( 3 0 . 5 2 0 . 6 )
2
0 . 146 m
t3
CA3 CA0
dC A kC A
2
1 1 1 k C A3 C A0
kt 3 C A 0
C A0 C A3
1 2
∴
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C A3 C A0
1 3
10
• 所以
x A3 1
C A3 C A0
1
1 3
2 3
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t
VR qV
C A0 x A rA
(3)
4
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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。 （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：
r A kC A kC A 0 (1 x A )
xA
t kC
C A0 x A
2 A0
(1 x A )
2
kC
(1 x A ) A0
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。
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• 45页7题，解： t • （1） kC
xA
A0
(1 x A )
§8-4 全混流反应器
wk.baidu.com
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）。
C A0 FA0 xA0= 0
FA
CA
XA
F A f= F A C A f= C A
连续搅拌反应器1、13
2012-7-10
12
xA
2012-7-10
VRk qV V R k
• （3）
VR qV C A0 x A kC
A0
(1 x A )
0 . 01 0 . 9 0 . 0806 (1 0 . 9 )
1 . 117 m
3
• （4）
V R1 qV k ln 1 1 xA 0 . 01 0 . 0806 ln 1 1 0 .8 0 .2 m
3
• 9题，解（1）
14 . 4 VR qV C A0 x A kC
A0
(1 x A )
24 60
0 .8 0 . 496 m
3
0 . 0806 (1 0 . 8 )
• （2）
VR
qV C A0 x A kC
A0
(1 x A )
0 . 496 0 . 38 14 . 4 24 60 0 . 496 0 . 38 0 . 95
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• 另解：
6V R qV
x A A ) 2 kC A 0 (1 x
0 .5
(a)
•
VR qV
kC
A0
(b)
2
(1 0 . 5 )
• (a)/(b) ∴
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x A A ) 2 (1 x
x 0 . 75 A
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) 因为流动情况不同，根据PFR的特点，有以下关 系式，
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物料衡算式为：引入量＝引出量＋反应消耗量
F A 0 F Af ( r A )V R
F Af F A F A 0 (1 x A )
F A 0 F A 0 (1 x A ) ( r A )V R
F A 0 x A ( r A )V R