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多级流动反应器的基本工作原理解析

时间:2022-09-08      阅读:956

  流动化学,即持续工艺或连续流动化学。首先以既定流速将两个或更多不同的反应物流泵送至一个腔室、管子或者微型反应器内发生反应,然后在出口处收集包含所产生化合物的流体。这一过程仅需要少量物料,并且很大程度上提高了工艺安全性。由于连续流动技术的内在设计,可以达到批次反应无法安全达到的反应条件,同时杜绝了批次之间产物的差异性。具有产物品质更高、杂质更少、反应循环时间更快的优势。
 
  多级流动反应器根本原理:
 
  在连续流动的釜式反响器内,剧烈的搅拌使得反响器内物料发生混合,反响器出口处的物料会返回流动与进口处物料混合,形成空间上的返混;为限制空间返混的发生程度,通常从几何空间上将一个反响釜分成多个反响釜,可以使返混程度降低。
 
  在连续流动的釜式反响器内,不同停留时间的物料之间的混合形成时间上的返混。返混程度的大小,一般很难直接测定,通常是利用物料停留时间分布的测定来研究。然而测定不同状态的反响器内停留时间分布时,我们可以发现,相同的停留时间分布可以有不同的返混情况,即返混与停留时间分布不存在一一对应的关系,因此不能用停留时间分布的实验测定数据直接表示返混程度,而要借助于反响器数学模型来间接表达。
 
  多级流动反应器的停留时间分布测定方法有脉冲法,阶跃法等,常用的是脉冲法。当系统到达稳定后,在系统的入口处瞬间注入一定量Q的示踪物料,同时开始在出口流体中检测示踪物料的浓度变化。多釜串联模型是将一个实际反响器中的返混情况作为与假设干个全混釜串联时的返混程度等效。这里的假设干个全混釜个数n是虚拟值,并不代表反响器个数,n称为模型参数。多釜串联模型假定每个反响器为全混釜,反响器之间无返混,每个全混釜体积相同,那么可以推导得到多釜串联反响器的停留时间。
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