Chemical Reaction Engineering 10热量传递与反应器的热稳定性 10.1.概述 问题： 在CSTR中进行放热反应，反应物 进料温度100C,转化率80%.因 扰动进料温度升高到101℃，恢 全混釜 复到100℃以后，反应温度和转 (CSTR) 化率仍然不断上升，失去控制而 飞温。 为什么？
Chemical Reaction Engineering 全混釜 （CSTR） 问题： 在CSTR中进行放热反应，反应物 进料温度100℃，转化率80%.因 扰动进料温度升高到101℃，恢 复到100℃以后，反应温度和转 化率仍然不断上升，失去控制而 飞温。 为什么？ 10.1.概述 10热量传递与反应器的热稳定性
Chemical Reaction Engineering 两种传热过程的区别： •物理过程传热（化工原理）一冷热流体交换热量，无热源 •化学过程传热（反应工程）一反应+传热，有放热或吸热源
Chemical Reaction Engineering 两种传热过程的区别： •物理过程传热（化工原理）—冷热流体交换热量，无热源 •化学过程传热（反应工程）—反应+传热，有放热或吸热源
Chemical Reaction Engineering 两种传热过程的区别： 物理过程传热（化工原理）一冷热流体交换热量，无热源 •化学过程传热（反应工程）一反应+传热，有放热或吸热源 例：放热反应，定态Q。=Q T个→(-r)↑→ O。ce1Rr个指数关系 .x(T-T)个线性关系 →T 恶性循环，有失控危险
Chemical Reaction Engineering 两种传热过程的区别： •物理过程传热（化工原理）—冷热流体交换热量，无热源 •化学过程传热（反应工程）—反应+传热，有放热或吸热源 T (−rA ) 线性关系 指数关系 − − ( ) / r c E RT g Q T T Q e T 恶性循环，有失控危险 例：放热反应，定态 Q Q g r =
Chemical Reaction Engineering 定态热稳定性 参数灵敏性 定态-平衡Qg=9, 热稳定性一抗干扰能力 扰动—瞬时的 动态问题 A, C一稳定的定态点 B一不稳定的定态点 T 床层温度分布 365℃ 360℃
Chemical Reaction Engineering 定态 热稳定性 参数灵敏性 •定态—平衡 •热稳定性—抗干扰能力 扰动—瞬时的 动态问题 Qg = Qr 365℃ 360℃ Z T Tc 床层温度分布 A，C—稳定的定态点 B —不稳定的定态点
Chemical Reaction Engineering 参数灵敏性：参数波动时，系统状态的变化大小 T 370℃ 波动 362℃ 365℃ 360℃ 363℃ 361℃ 少 干扰 床层温度分布 365℃ 360℃ 反应器设计与操作要求：定态、热稳定、不灵敏 床层尺度 Q=UU·A·△t 传热尺度 颗粒尺度 Nu=f(Re,Pr)
Chemical Reaction Engineering •参数灵敏性：参数波动时，系统状态的变化大小 363 ℃ 362℃ 360℃ Z T Tc 370 ℃ 365 ℃ 361 ℃ 反应器设计与操作要求：定态、热稳定、不灵敏 传热尺度 床层尺度 颗粒尺度 Q =U At Nu = f (Re, Pr) 365℃ 360℃ Z T Tc 床层温度分布 波动 干扰