12. 循环反应器.doc

第1页：循环反应器的概念

本部分主要介绍循环反应器的概念、设计方程和基本的设计计算方法。

循环反应器

建立在平推流反应器的基础之上，将其出口物流直接循环一部分到入口处。对于循环反应器定义循环比 R = 循环物料体积流量 / 新鲜进料体积流量。

学习要求

了解循环反应器的设计方程及循环反应器的特性。

由于循环物流的引入，反应器入口处的浓度被稀释，入口转化率不再为零，这是循环反应器与平推流反应器计算的主要区别。

第2页：循环反应器设计方程

对循环反应器作物料衡算并积分，可得其设计方程：

τ = (R + 1) C_A0 ∫_XAi^X_Af dX_A/(−r_A)

其中入口转化率与出口转化率满足 X_Ai = R·X_Af/(R + 1)。

当 R = 0 时，X_Ai = 0，设计方程变为：

τ = C_A0 ∫₀^X_Af dX_A/(−r_A)

即平推流反应器的设计方程，故循环比为 0 时，循环反应器变为平推流反应器。

由积分中值定理，上式可写为 τ = (R+1) C_A0 (X_Af − X_Ai)/(−r_A)_ξ，其中 ξ 为积分区间内的某一转化率。

第3页：小结与自测

小结：

1. 循环比为 R 的循环反应器设计方程为 τ = (R + 1) C_A0 ∫_XAi^X_Af dX_A/(−r_A)。
2. 物流的循环为我们利用平推流反应器实现不同程度的返混提供了条件：当循环比 R = 0 时，反应器的返混为 0；当 R → ∞ 时，反应器的返混为 ∞（此时相当于全混流反应器）。

源文件本页开头含设计方程的重复片段，已合并整理。