間歇釜式反應(yīng)器.ppt

1、間歇水壺反應(yīng)器計(jì)算和基本方程間歇釜體積和數(shù)量計(jì)算，間歇水壺反應(yīng)器(BR)，間歇操作腐蝕反應(yīng)器，所有反應(yīng)物在操作前添加，反應(yīng)進(jìn)行，隨時(shí)間變化，直到達(dá)到預(yù)定轉(zhuǎn)化率排放。間歇反應(yīng)器是批處理作業(yè)，運(yùn)行時(shí)間由反應(yīng)時(shí)間和輔助時(shí)間(即充電、材料、檢查和清潔設(shè)備等所需時(shí)間)組成，由兩部分組成。水壺內(nèi)各點(diǎn)的材料濃度、溫度、反應(yīng)速度相同，隨著時(shí)間的推移，生產(chǎn)周期有反應(yīng)時(shí)間(生產(chǎn)時(shí)間)和非生產(chǎn)時(shí)間。其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，靈活性大，應(yīng)用廣泛。但設(shè)備生產(chǎn)率低，不易保持各批質(zhì)量穩(wěn)定，轉(zhuǎn)化率高，體積大。一般用于液體、氣體、液體等系統(tǒng)，如染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥等少量多種產(chǎn)業(yè)。反應(yīng)器計(jì)算的內(nèi)容和基本方程，反應(yīng)器計(jì)算的基本內(nèi)容選擇適當(dāng)

2、的反應(yīng)器類型根據(jù)反應(yīng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性(如反應(yīng)的濃度效果、溫度效果、反應(yīng)的熱效應(yīng)等)結(jié)合反應(yīng)器的流動(dòng)特性和傳遞特性(如反應(yīng)器的反向混合程度)。選擇適當(dāng)?shù)膔eactor以滿足反應(yīng)過程的需要，優(yōu)化反應(yīng)結(jié)果。確定反應(yīng)器的最佳運(yùn)行條件運(yùn)行條件，如進(jìn)口材料比、流量、溫度、壓力和最終轉(zhuǎn)化率，直接影響反應(yīng)器的反應(yīng)結(jié)果，影響反應(yīng)器的生產(chǎn)能力。對于運(yùn)行中的設(shè)備，由于原料配置的變化，調(diào)整工藝參數(shù)很常見?，F(xiàn)代化大型化工廠工藝參數(shù)調(diào)整是通過電腦集散控制進(jìn)行的。計(jì)算機(jī)接收有關(guān)參數(shù)變化的信息，按照輸入的數(shù)學(xué)模型和程序計(jì)算結(jié)果，并將結(jié)果發(fā)送給相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成參數(shù)調(diào)整。確定完成生產(chǎn)任務(wù)所需的反應(yīng)器體積反應(yīng)器體積是反應(yīng)器計(jì)算的

3、關(guān)鍵內(nèi)容。根據(jù)確定的運(yùn)行條件，計(jì)算完成選定反應(yīng)器樣式的指定生產(chǎn)能力所需的反應(yīng)器有效體積，并確定反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和是否尺寸。反應(yīng)器計(jì)算的基本方程，反應(yīng)器計(jì)算可以使用經(jīng)驗(yàn)法和數(shù)學(xué)模型法。實(shí)證計(jì)算方法是以現(xiàn)有設(shè)備生產(chǎn)定額為基礎(chǔ)，執(zhí)行相同生產(chǎn)條件、相同結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)備的工藝計(jì)算。經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法的局限性很大，只能在類似的條件下估計(jì)反應(yīng)器體積。如果改變反應(yīng)過程的條件，改變反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，改善反應(yīng)器的設(shè)計(jì)，或進(jìn)一步確定反應(yīng)器的最佳結(jié)構(gòu)、運(yùn)行條件，則應(yīng)使用數(shù)學(xué)模型方法計(jì)算，如果經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法不適用。根據(jù)小型實(shí)驗(yàn)設(shè)定的數(shù)學(xué)模型(通常需要通過試驗(yàn)驗(yàn)證)，結(jié)合特定解決方案條件邊界條件和初始條件，預(yù)測大型設(shè)備的行為，實(shí)現(xiàn)工程計(jì)算。數(shù)學(xué)

4、模型方法計(jì)算基于描述化學(xué)過程本質(zhì)的力學(xué)模型和反映傳輸過程特性的傳輸模型。默認(rèn)方法是根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)創(chuàng)建上述模型，并設(shè)置相應(yīng)的分析邊界條件和解決方案。反應(yīng)器計(jì)算的基本方程包括描述濃度變化的材料平衡方程。描述溫度變化的能量平衡方程；描述壓力變化的動(dòng)量平衡方程；解釋反應(yīng)速度變化的動(dòng)力學(xué)方程。材料平衡方程標(biāo)準(zhǔn)：質(zhì)量平衡定律?；鶞?zhǔn)：使用溫度、濃度等參數(shù)不變的單元體積和單元時(shí)間作為空間基準(zhǔn)和時(shí)間基準(zhǔn)。平衡方程：單元時(shí)間，單元體積V內(nèi)組A的累積量=A的流入量-A的偏離量-A的反應(yīng)量目的：給出反應(yīng)物濃度或轉(zhuǎn)換率在反應(yīng)器內(nèi)位置或時(shí)間上變化的函數(shù)關(guān)系。根據(jù)熱平衡方程(1):能量平衡定律。(2)基準(zhǔn)：使用溫度、濃度等參

5、數(shù)不變的單元體積和單元時(shí)間作為空間基準(zhǔn)和時(shí)間基準(zhǔn)。(3)平衡式提供了單元時(shí)間、單元體積V內(nèi)(放熱反應(yīng)示例):累積熱=原料進(jìn)入的熱反應(yīng)產(chǎn)生的熱-傳出熱-傳遞給環(huán)境或熱載體的熱(4)目的：提供溫度隨反應(yīng)器內(nèi)位置或時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系。動(dòng)量平衡方程動(dòng)量平衡方程根據(jù)動(dòng)量守恒和轉(zhuǎn)換規(guī)律計(jì)算反應(yīng)器的壓力變化。氣相流動(dòng)反應(yīng)器的進(jìn)出口差太大，影響反應(yīng)組濃度時(shí)，應(yīng)考慮流體的動(dòng)量平衡。通常，reactor計(jì)算可能不考慮牙齒項(xiàng)目。力學(xué)方程對于均勻性反應(yīng)需要本構(gòu)學(xué)方程。對于非均勻反應(yīng)，必須有宏觀動(dòng)力學(xué)方程，包括相互傳遞過程。材料平衡方程和動(dòng)力學(xué)方程是描述反應(yīng)器性能的兩個(gè)茄子最基本的方程。BR體積和數(shù)量計(jì)算、已知條件每日加工物料總體積VD(或反應(yīng)物料小時(shí)體積流量V0)或V0=FA0/CA0=W0/操作周期是生產(chǎn)第一批物料的整體操作時(shí)間，由反應(yīng)時(shí)間(生產(chǎn)時(shí)間)和非生產(chǎn)時(shí)間組成。反應(yīng)時(shí)間理論可以用動(dòng)力學(xué)方程計(jì)算，也可以根據(jù)實(shí)際情況確定。設(shè)備充電系數(shù)物料體積與設(shè)備實(shí)際體積的比率，具體數(shù)字取決于實(shí)際情況(見表3-1)。根據(jù)計(jì)算方法1、已知V0和現(xiàn)有設(shè)備卷V，所需設(shè)備數(shù)N根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)每天必須工作的總次數(shù)為：每個(gè)設(shè)備每天可以運(yùn)行的展開數(shù)包括：所需的設(shè)備數(shù)量包括：N需要整數(shù)N，n n牙齒。因此，實(shí)際設(shè)備的總能力