一级反应与停留时间的分布
一级反应与停留时间的分布
1. 停留时间分布是指物料质点从进入反应器开始,到离开为止,在
反应器中总共停留的时间,这个时间也就是质点的寿命,固体粒子停留时间测量方法有间接法和直接法两种,间接的测量是基于总的固体相速度和相分率,而直接法大多借助示踪剂进行测量.
2. 速率常数 k 的单位为时间的负一次方,时间 t 可以是秒(s),分
(min),小时(h),天(d)和年(a)等。
半衰期t1/2 是一个与反应物起始浓度无关的常数
t1/2ln2/k1
In(a -x)与时间 t 呈线性关系。
引申的特点:(1) 所有分数衰期都是与起始物浓度无关的常数。
(2) t1/2:t3/4:t7/81:2:3
(3) a x k t 反应间隔 t 相
ae1
同
有定值。 3. 仪器的连续运转,返混由于材料的装置,同时各部分材料进入装置,可分别采取不同的流动路径,停留时间内的设备是不一样的,所以一定的分布是由统计规律。
一批式反应器,问题是比较简单的,因为反应材料加载一次,所以在任何时刻,所有材料在反应器中的停留时间是一样的。停留时间分布不存在问题。
流动反应器,由于液体不断流入系统和连续流动的系统,由于不均匀的速度分布系统中的流体,分子扩散的流体,湍流扩散,搅拌所造成的强对流,以及设备安装不良死区,窜流,短路,和其他原因,流体粒子的停留时间在系统必须是长或短,有的很快离开,而其他人经历了一段漫长的时间离开之前形成的停留时间分布。
长度的停留时间直接影响反应速率(如影响的程度,反应)更长,更完整的反应的进行,粒子在出口时,反应速率高,能见度研究反应停留时间的材料在反应器中具有非常重要的意义。
由于停留时间分布的物质在反应完全是随机的,因此可以被概念的基础上,概率分布的材料,反应器内的停留时间分布的定性描述。
停留时间分布函数与分布密度停留时间分布密度电子(吨)的定义是。 粒子的定义:在稳定的连续流动系统,在进入反应器,停留时间不~吨+驱动部分的颗粒的总粒子数的部分称为:停留时间分布密度函数
停留时间分布
停留时间分布
实验测定 停留时间分布的实验测定采用信号响应法。在设备进口处输入一定信号(通常为一种示踪物,如某种有色液体),在出口处连续或定时地检测对于输入信号的响应值,如示踪物浓度C(τ),即得响应曲线。信号应既不影响流动状态,又便于分析检测,本身性质亦不发生变化。可以采用具有不同特征的输入信号,常用的有:①脉冲信号。在极短时间内,在设备进口处一次输入一定量的示踪物,在出口处获得示踪物的浓度CE,即可得响应曲线CE(τ)(图3a)。假设在进出口处不存在返混,经归一化处理后可得停留时间分布密度函数:
所以停留时间分布对一级反应和完全离晰的系统,可以预测反应的结果.