活塞流反应器

活塞流反应器

　　reactor by piston flow 参与反应的反应物在连续的化学反应器中运动，反应器中介质的参数作管道状的运动，并沿运动方向分布，没有返混现象发生的反应器。管道式反应器、固定床反应器、反应沉降器等都可以视为这类反应器。

　　活塞流反应器中信息传递以纯迟延起主导作用。设反应物流量为F，流过反应器的体积为V，反应物在设备中的停留时间即为V／F。根据反应物在反应器中的温度、浓度等参数是沿流向如活塞式移动的特点，反应器出口处的浓度X与入口处的浓度X0对于一级反应有如下关系：

X＝X₀e^—kV^／F　　(12—33)

k是一级反应的时间常数的倒数；设反应物的转化率y(即反应掉的反应物A与进入反应器中反应物A的质量比)，则

y＝A／A₀=1—e^—kV^／F　　(12—34)

　　活塞流反应器的反应速率系数k为

k＝a·e^—E^／RT　　 (12—35)

式中 a、E——反应特有的常数；

　　 R——通用气体阿佛加德罗常数；

　　 T——绝对温度。

则有

dy／dT=(E／RT²)(1—y)ln(1—y)　　(12—36)

由此可知，活塞流反应器的转化率与温度成双重指数关系。转化率对温度关系斜率最大是在kV／F＝1处，相应的转化率为63％。

　　在偏离稳态时，由于传热方面的扰动，温度将使反应速率系数的变化超过反应物浓度的变化。这时，反应速度将随着温度的增加而增加，以致超过它在新稳态下的水平，直到反应物浓度相应地减少为止。在恒定浓度下，转化率对温度的偏导数就表示瞬时转化率。

　　　　　　　　　　——摘自《安全工程大辞典》（化学工业出版社，1995年11月出版）