多釜串聯模式

處理軸向的返混不採用連續而採用分級的方法建立的反應器的模式。即把反應器沿軸向分為N個等容的全混釜反應器，把整個反應器看作是由這N個全混釜反應器所構成。這種模式比較適用於描述返混程度較大的反應器。

基本介紹

• 中文名：多釜串聯模式
• 外文名：tanks-in-series mode
• 領域：化工合成
• 又稱：多釜串聯模式

簡介

理想反應器的基本型式有間歇操作攪拌釜、連續操作管式反應器和連續操作攪拌釜三種，其中，連續管式反應器和連續釜式反應器是連續化生產反應研究的基礎連續管式反應器的特點是反應物料在反應器中不存在返混，即反應器的每一個垂直於管軸的截面上物料的性質完全相同而連續釜式反應器的特點則是反應物料在反應器中的返混程度達到最大化,即反應器中每一個點的物料的性質完全相同，實現了整個反應器中物料的均一化兩種反應器一個無返混，一個返混達到最大，都是理想化反應器，而現實的生產反應器既不可能不存在返混，也不可能實現理想的最大化返混。

用理想的反應器來描述現實的反應器的模型有多釜串聯模型、軸向擴散模型和組合模型等，其中多釜串聯模型易於理解，套用較多，其中心思想就是將一個返混程度最大的連續攪拌釜逐步地向無返混的管式反應器轉化，當轉化過程中達到了現實反應器的返混程度時，便可以用某數量的達到現實返混程度的理想攪拌釜串聯描述現實反應器。

相關研究

多釜串聯反應器的性能檢測

反應器是進行化學反應的關鍵設備，種類繁多。在反應器的設計放大過程中，流體流動是最不易確定的因素。因為反應過程是一個極其複雜的過程。由於物料粒子在流經反應器時，基於各種影響造成的渦流、短路、死區，以及速度分布等產生返混，形成停留時間分布 （Residence Time Distribution，簡稱 RTD），導致反應器的效率降低，而影響到反應產品的產量和質量，所以，要進行反應器的設計和實際操作，必須考慮物料粒子在反應器內的流動狀況和停留時間分布問題。多釜串聯等溫反應系統及濃度控制系統模型適合於非穩態操作，更適合於穩態操作。穩態時，反應系統中各釜反應物濃度不隨時間改變，模型將進一步得到簡化。反應器結構和操作方法不同會造成不同程度的返混。根據反應過程的流動型式，尋求反應時間與轉化率之間的數學關聯。通過對反應速率常數的測定計算，以獲得可用於反應器的選型、操作和便於開發放大的巨觀動力學方程。物料粒子的返混程度不能採用函式形式予以表達，但是一定的返混會造成一定的 RTD，因此，可藉助測定物料粒子的 RTD 檢驗反應器的性能，即其理想化的程度。

多釜串聯模式的實驗原理

多釜串聯實驗中停留時間分布測定所採用的方法主要是示蹤回響法，即在反應器入口以一定的方式加入示蹤劑，然後通過測量反應器出口處示蹤劑濃度的變化，間接地描述反應器內流體的停留時間。示蹤劑加入方式為脈衝輸入法。在極短的時間內，將示蹤劑從系統的入口處注入主流體，在不影響主流體原有流動特性的情況下隨之進入反應器，同時在反應器出口檢測示蹤劑濃度隨時間的變化。

由機率論知識，機率分布密度函式就是系統的停留時間分布密度函式。因此，就代表了流體粒子在反應器內停留時間介於到之間的機率。在反應器出口處測得的示蹤劑濃度與時間的關係曲線即回響曲線。