题目
当相同生产任务且反应正常反应动力学时,单个连续釜的所需体积()管式反应器的所需体积。A. 大于B. 等于C. 小于D. 不确定
当相同生产任务且反应正常反应动力学时,单个连续釜的所需体积()管式反应器的所需体积。
A. 大于
B. 等于
C. 小于
D. 不确定
题目解答
答案
C. 小于
解析
本题考查连续釜反应器和管式反应器体积比较的相关知识,解题思路是通过对比两种反应器在相同生产任务和正常反应动力学条件下的反应效率,进而判断所需体积大小。
1. 明确两种反应器的特点
- 连续釜反应器(CSTR):是一种全混流反应器,物料在反应器内充分混合,反应器内各处的浓度、温度等参数均匀一致,且等于出口处的参数。
- 管式反应器(PFR):是一种平推流反应器,物料在反应器内像活塞一样向前流动,不存在返混现象,反应物浓度沿反应器轴向逐渐降低。
2. 分析反应动力学对两种反应器的影响
在相同的生产任务(即达到相同的转化率)和正常反应动力学条件下,对于大多数反应,反应物浓度越高,反应速率越快。
- 在连续釜反应器中,由于物料充分混合,反应器内反应物浓度始终等于出口处的低浓度,这使得反应速率相对较低。
- 在管式反应器中,反应物浓度沿轴向逐渐降低,在反应器入口处反应物浓度最高,反应速率最快,随着反应的进行,反应物浓度逐渐降低,反应速率也逐渐减慢。
3. 比较两种反应器所需体积
为了达到相同的生产任务(相同的转化率),由于连续釜反应器内反应速率相对较低,需要更长的停留时间来完成反应,也就需要更大的反应器体积;而管式反应器在入口处反应速率快,能在相对较小的体积内达到相同的转化率。所以,单个连续釜的所需体积小于管式反应器的所需体积。