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会计学反应器计算与操作的优化优化的核心是化学因素和工程因素的最优结合。化学因素包括反应类型及动力学特性工程因素包括反应器型式:管式、釜式及返混特性操作方式:间歇、连续、半间歇及加料方式的分批或分段加料等操作条件:物料的初始浓度、转化率、反应温度或温度分布反应器生产能力的比较——简单反应常见反应器生产能力的比较对于n>0的反应,各反应器的有效体积大小为:PFR最小,N-CSTR次之,1-CSTR最大。PFR是高浓度的反应器,1—CSTR是低浓度的反应器。反应级数n越高,出口转化率要求越高,各反应器之间的差异越明显。组合反应器的优化(2)图解法当B点正处于曲线上斜率等于矩形对角线AC的斜率时,对应的是最优中间转化率。自催化反应过程的优化解释:在反应初期,虽然反应物A的浓度很高,但此时作为催化剂的反应产物P的浓度很低,所以反应速率较低。到了反应后期,虽然产物P的浓度很高,但因反应物A的消耗,其浓度大大降低,此时反应速率也不高。故自催化反应在反应过程中会有一个最大反应速率出现。自催化反应与一般不可逆反应的根本区别在于反应的初始阶段有一个速率从低到高的起动过程。根据这种反应特性,采用适当的措施可以改善它的性能。自催化过程反应器组合的最优化例:对于具有如图所示反应特征的反应,浓度从1mol/lmol/l,如何选择合适的反应器组合,使总体积最小?(在图中注明阴影)1/-rA0.11CA(mol/l)解题思路:1、上图所示反应特征的反应为自催化反应2、由图可知:反应物A的初始浓度为1mol/l,反应物A的浓度大约为mol/l时反应速率最大,过了mol/l反应速率降低。3、组合方式:(1)先将初始浓度为1mol/l的反应物A加入一CSTR中反应,控制出口处CAmol/l,使反应在最大速率下进行。(2)再将mol/l的反应物A加入一PFR中反应,使CA转化到为止。