常州工程职院化学反应过程与设备课件08管式反应器

管式反应器的结构管式反应器的计算n管式反应器的结构在化工生产中，连续操作的长径比较大的管式反应器可以近似看成是理想置换流动反应器。它既适用于液相反应，又适用于气相反应。由于PFR能承受较高的压力，用于加压反应尤为合适。具有容积小、比表面大、返混少、反应参数连续变化、易于控制的优点，但对于慢速反应，则有需要管子长，压降大的不足。管式反应器结构主要有直管式、盘管式、多管式等。n管式反应器的计算将其积分，可得()()0AAAARFFdFrdV应物的累积量元体积内反微元时间微的反应物量体积内转化掉微元时间微元积的反应物量离开微元体微元时间内积的反应物量进入微元体微元时间内00()AfAxARAxAdxVFr000()AfAxRACAxAVdxcVrØPFR基础设计式τC：空时，为反应器有效体积与物料初始进料的体积流量的比值，hτ：停留时间，为反应器有效体积与反应器内物料的体积流量的比值。SV：空速，对于均相反应，空速是空时的倒数，h-1注意：由于反应过程物料的密度可能发生变化，体积流量也将随之变化，只有在恒容过程，称为物料在反应器中的停留时间才是准确的。即τC=τØ求解方法•解析法恒温恒容不可逆PFR的计算零级反应：一级反应：Ark0001()AxAAAAAdxCCxrk01AAAArkCkCx0111lnln1AAACkxkC二级反应：就反应过程而言，PFR和BR两种反应器具有相同的效率。因BR是间歇过程，存在非生产时间，其生产能力低于PFR。22201AAAArkCkCx022''0000111()(1)(1)AxAAAAAAAAAdxxCkCxkCxkCC•图解法：与BR相同当（-rA）不能用解析式表达或表达式较复杂时è管式反应器操作参数的控制概述n特点Ø既适用于液相反应，又适用于气相反应。Ø用于加压反应尤为合适。Ø具有容积小、比表面大、单位容积的传热面积大。n操作控制特点Ø返混少、反应参数连续变化、易于控制的优点。Ø对于热效应不大的放热反应，常用绝热变温操作，主要控制参数为反应时间（通过流量控制）、压力。Ø对于高温（高压）的反应，采用等温操作。液相反应为等容过程，主要控制参数为反应时间（通过流量控制）、温度、压力。气相反应为变容过程，主要控制参数为反应时间（通过流量控制）、压力、温度。è压力检测及仪表压力检测仪表分类比较管式反应器操作参数的控制¢压力检测仪表及自控压力表压力变送器压力表的安装（冷凝管与隔离罐）冷凝管隔离罐隔离膜隔离液隔离介质ρ1被测介质ρ2电容式差压变送器结构框图简图P2P1输出信号0~20mA定电极C1C2解调器功放器电源、振荡硅油动电极反馈、保护出口阀uPTPC压力源压力自控控制压力自控控制前馈示意图出口阀LuPTPC管式反应器操作参数的控制¢流量检测仪表及自控¢成分检测仪表及自控è流量检测仪表流量检测仪表分类不锈钢计量管塑料计量管电磁式流量计变送器绝缘内衬n电磁流量计的特点1.压损小、无机械惯性，反应灵敏。2.量程比大10:13.可双向测量;对介质无要求.用水标定后不需要修正.流量控制系统控制阀被控流量FT源头FTè流量控制系统è3.3.4.成分检测仪表与自控n是对物质的成分和性质进行自动分析的仪表。n分析方法:电化法、热学法、磁学法、光学法、射线法、色谱法。热导仪检测器桥体接线盒铝罩电热丝水银电接点温度计热导式传感器进料（碱性）出口阀uATAC加盐酸成分控制（PH值）è成分控制（PH值）