化学反应工程.ppt

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1、任务2间歇操作釜式反应器设计,1,2,工业反应器的分类（均相、非均相）操作方式的分类（间歇、连续、半连续）反应器设计的基本内容（动力学计算、反应釜体积计算）,【知识回顾】,(一)、间歇反应釜,又称反应釜，搅拌反应器,特征:反应器高度与直径相当或稍高。 釜内设有搅拌装置和挡板。 常带夹套或釜内放置蛇管，传热以维持釜内所需温度。 适用于液相均相反应、气液反应、液液反应、液固反应、气液固三相反应。,任务二 间歇操作釜式反应器的设计,各种搅拌桨的形式,任务二,搅拌釜的各种换热形式,任务二,6,（二）间歇(搅拌)反应器流动特性,反应物料按一定配比同时投入反应器，经过一定时间达到额定转化率后，停止反应并排

2、出物料，完成一个生产周期，所有物料具有相同的反应时间；剧烈搅拌，器内物料浓度达到分子尺度上的均匀，浓度处处相等，排除物质传递对反应的影响；足够的传热条件，器内各处温度始终相等，无需考虑反应器内的热量传递；无返混；,优点：操作灵活，易于适应不同操作条件和不同产品品种； 适用于小批量、多品种、反应时间较长的产品生产； 特别是精细化工、生物化工产品的生产。,缺点：装料、卸料等辅助操作要耗费一定的时间； 产品质量不易稳定；,7,间歇（搅拌）反应器的优点与缺点,（三）间歇操作釜式反应器体积和数量计算,（1）由物料衡算求出生产中每小时需处理的物料体积,衡算范围：体积元 有确定的边界；体积元中物料温度、浓度

3、必须是均匀的；在满足以上两个前提下尽可能使这个体积更大。,衡算对象：关键组分A,Fin = Fout + Fr + Fc,（2）给定V，求n 每天需操作的批次为 为每天操作批次； 为每小时处理的物料体积，m3/h； 为反应器有效体积，即反应区域，m3； 为反应器体积，m3； 为装料系数。,9,设备中物料所占体积即反应器的有效体积和与设备实际体积即反应器体积之比称为设备装料系数，以 符号表示，其数值参考表2-5。 每天每台反应釜可操作的批次为,10,每天每台反应釜操作批次；t 为操作周期，h； 为反应时间，h； 为辅助时间，h；,操作周期又称工时定额，是指生产每一批物料的全部操作时间；辅助时间，即装料、卸料、检查及清洗设备等所需要的时间；生产过程需用的反应釜数量可按下式计算：,11,n为反应釜数量，台。计算得到的 n通常不是整数，需圆整成整数n。 这样反应釜的生产能力较计算要求提高了，其提高程度称为生产能力的后备系数，以 表示，即 为后备系数, n为反应釜台数，台；后备系数一般在1.11.15较为合适；,12,13,反应器有效体积按下式计算：（2）给定n，求V 每台反应釜的体积为：,