反应器内的流体流动.ppt

1、2反应器内的流体流动、反应器内的流体流动特征主要是指反应器内反应流体的流动状态、混合状态等，它们因反应器的几何结构和几何尺寸而异。 这些流动特性影响反应速度和反应选择率，直接影响反应结果。 因此，研究反应器中流体流动模型是反应器选择、修正和优化的基础。 流动模型是反应器中流体的流动和回流状态的记述。 根据返混情况，流动模型分为理想流动模型和非理想流动模型两种。 不理想的流动模型是对实际工业反应器中流体的流动状况偏离理想流动的情况的记述。 对于年龄反应材料质点进入反应器后停留的时间反应器残留的材料质点而言。 寿命反应材料的质点进入反应器到离开反应器的时间对于离开反应器的材料质点来说。 门混合：也

2、称为反门混合，是不同年龄质点间的混合。 是时间概念上的混合。 2.1理想流动模型、反应器中流体的流动模型对连续过程。 一、理想置换流动模型1，含义：理想置换流动模型又称平推流动模型或活塞流动模型。 与流动方向垂直的同一截面上的各点的流速、流动方向完全相同，即材料一起向前方移动。 2、特征：在稳态情况下，所有分子的停留时间都相同，浓度等残奥仪只是沿管长变化，与时间无关。 所有材料质点在反应器中具有相同的停留时间。 3、反应器内浓度变化4、长径较大、流速较高的连续操作管式反应器中的流体流动可以看作是理想的置换流动。 二、理想混合流动模型1，含义：理想混合流动模型又称全混流模型。 反应材料以稳定的流

3、量进入反应器，刚进入反应器的新鲜材料和剩馀的材料瞬间完全混合。 反应器内材料质点的门程度无限大。 2 .特点：所有空间位置物料的各种残奥表完全一致，而且出口物料的性质与反应器内物料的性质完全相同。 然而，材料质点在理想混合反应器中的滞留时间存在偏差，存在滞留时间分布。 3、反应器内浓度变化4、搅拌充分强的连续操作搅拌釜式反应器中的流体流动可以视为理想的混合流动。 2.2理想反应器的滞留时间分布及其性质、滞留时间：指材料质点从进入反应器到离开反应器的总滞留时间，即材料质点的寿命。 是影响转化率的重要因素。 停留时间分布的测定方法：主要方法是采用响应技术。 也就是说，以一定的方法将示踪物放入反应器

4、的进口，然后在反应器的出口材料中检查示踪物的信号，得到示踪物滞留在反应器中的时间分布规律的实验数据。 示踪剂选择要求： 1应具有与供给相同或接近的流动性质，尽可能具有相同的物理性质2检验容易，检验敏锐，方法简便。 3不能与反应材料发生化学反应，或者用于吸附4多相体系检查的示踪物不发生相间的传递。 滞留时间分布的比较表明，理想置换反应器优于理想混合反应器。 因此，理想的置换反应器的转化率高于理想的混合反应器。 也就是说，通过尽可能集中滞留时间的分布，可以增加反应器的生产能力。 但是，反应器中的转化率也与其他许多因素有关，需要强调这只是从材料质点的停留时间的分析。 2.2虽然理想的流动模型不是理想

5、的流动，而是两种极端情况下的流体流动，但实际工业反应器中的反应材料流动模型往往介于两者之间。 偏离理想置换和理想混合的所有流动模式统称为非理想流动。一、实际反应器中的流动状况偏离理想流动状况的原因1、滞留区的存在2、沟流和短路3、循环流4、流体流速分布的不均匀5、扩散上述是引起非理想流动的一些常见原因，对于一个流动系统可能全部存在，其中的一些其他原因也是二、返混及其对反应过程的影响，一、返混的含义特别是指不同时间进入反应器的材料之间的混合，可以是相反的混合，也可以是不同年龄质点之间的混合。 在间歇反应器中存在返混的理想置换反应器中，在不存在返混的理想混合反应器的门限混合达到极限状态的不理想的流

6、动反应器中存在不同程度的返混(2)该浓度分布的变化对反应的利害取决于反应过程的浓度效果。 (3)返混是连续反应器中的重要工序要素，在任何过程连续化时，都必须充分考虑该要素的影响；(2)在工序扩大中产生的问题扩大后的反应器中的流动状况的变化，会导致门混合的程度的变化，给反应器的扩大修正运算带来很大困难。 2、降低返混程度的措施降低返混程度的主要措施是分割，通常有横向分割和纵向分割两种，其中重要的是横向分割。 (1)连续操作的搅拌釜式反应器，为了减少门混合，在工业上多采用多釜串联的操作。 如果串联釜数足够多，则连续多釜串联的操作性能接近理想置换反应器的性能。 (横向纵向？ (2)流化床由气泡运动产生的气相和固相都存在严重的门混合。 为了限制门混合，对于高径比较大的流化床反应器，往往在其内部安装横向挡板以减少门混合，对于高径比较小的流化床反应器，在内部部件(横向纵向？ (3)气液泡沫反应器通过气泡搅拌引起的液体逆流，形成大的液相循环流量。 因此，液相流动非常接近理想的混合。 放置填充材料，设置多孔多层横向折翼，将床层分几个阶段设置垂直管，练习1，理想流动模型分为_ _ _ _ _ _ _ 2两种理想置换反应器的返混为_ _ _ _