庄闲和游戏

在化工生产过程中，都有一个发生化学反应的生产核心部分，发生化学反应的容器称为反应器。

化工生产中的反应器是多种多样的。按反应器内物料的形态可以分为均相反应器及多相反应器。均相反应器的特点是反应只在一个相内进行，通常在一种气体或液体内进行。当反应器内必须有两相以上才能进行反应时，则称为多相反应器。

按反应器的操作情况可以分为间歇式反应器和连续流式反应器两大类。间歇反应器是按反应物“一罐一罐地”进行反应的，反应完成卸料后，再进行下一批的生产，这是一种完全混合式的反应器。当进料与出料都是连续不断地进行时，这类反应器则称为连续反应器。连续反应器是一种稳定流的反应器。

连续反应器有两种完全对立的理想类型，分别称为活塞流反应器和恒流搅拌反应器。后者属于完全混合式的反应器。

为了有利于反应，反应器还具有其他的操作类型，如流化床反应器、滴洒床反应器等。

1.间歇式反应器

间歇式反应器是在非稳态条件下操作的，所有物料一次加进去，反应结束以后物料同时放出来，所有物料反应的时间是相同的;反应物浓度随时间而变化，因此化学反应速也随时间而变化;但是反应器内的成分却永远是均匀的。

这是最早的一种反应器，和实验室里所用的烧瓶在本质上没有差别，对于小批量生产的单一液相反应较为适宜。

2.活塞流反应器

活塞流反应器通常用管段构成，因此也称管式反应器，其特征是流体是以列队形式通过反应器，液体元素在流动的方向决无混合现象(但在垂直流动的方向上可能有混合)。构成活塞流反应器的必要且充分的条件是:反应器中每一流体元素的停留时间都是相等的。由于管内水流较接近于这种理想状态，所以常用管子构成这种反应器，反应时是管长的函数，反应物的浓度、反应速度沿管长而有变化，但是沿管长各点上反应物浓度、反应速度有一个确定不变的值，不随时间而变化。在间歇式反应器中，最快的反应速度是操作过程中的某一个时刻;而在活塞流反应器中，最快的反应速度是在管长中的某一点。

3.恒流搅拌反应器

恒流搅反应器也称为连续搅罐反应器，物料不断进出，连续流动。其特点是，反应物受到了极好的搅拌，因此反应器内各点的浓度是完全均匀的，而且不随时间而变化，因此反应速度也是确定不变的，这是该种反应器的最大优点。这种反应器必然要设置搅拌器，当反应物进入后，立即被均匀分散到整个反应器容积内，从反应器连续流出的产物流，其成分必然与反应器内的成分一样。从理论上说，由于在某一时刻进到反应器内的反应物立即被分散到整个反应器内，其中一部分反应物应该立即流出来，这部分反应物的停留时间理论上为零。余下的部分则具有不同的停留时间，其最长的停留时间理论上可达无穷大。这样就产生了一个突出现象:某些后来进入反应器内的成分必然要与先进入反应器内的成分混合，这就是所谓的返混作用。理想的活塞流反应器内绝对不存在返混作用，而 CSTR的特点则为具有返混作用，所以又称为返混反应器。

4.恒流搅拌反应器串联

将若干个恒流搅拌反应器串联起来，或者在一个塔式或管式的反应器内分若干个级在级内是充分混合的，级间是不混合的。其优点是既可以使反应过程有一个确定不变的反应速度，又可以分段控制反应，还可以使物料在反应器内的停留时间相对地比较集中。因比这种反应器综合了活塞流反应器和恒流搅拌反应器两者的优点。

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