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多級流動反應(yīng)器的基本工作原理解析
閱讀：1195 發(fā)布時間：2022-9-8
流動化學(xué)，即持續(xù)工藝或連續(xù)流動化學(xué)。首先以既定流速將兩個或更多不同的反應(yīng)物流泵送至一個腔室、管子或者微型反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，然后在出口處收集包含所產(chǎn)生化合物的流體。這一過程僅需要少量物料，并且很大程度上提高了工藝安全性。由于連續(xù)流動技術(shù)的內(nèi)在設(shè)計，可以達到批次反應(yīng)無法安全達到的反應(yīng)條件，同時杜絕了批次之間產(chǎn)物的差異性。具有產(chǎn)物品質(zhì)更高、雜質(zhì)更少、反應(yīng)循環(huán)時間更快的優(yōu)勢。
多級流動反應(yīng)器根本原理：
在連續(xù)流動的釜式反響器內(nèi)，劇烈的攪拌使得反響器內(nèi)物料發(fā)生混合，反響器出口處的物料會返回流動與進口處物料混合，形成空間上的返混；為限制空間返混的發(fā)生程度，通常從幾何空間上將一個反響釜分成多個反響釜，可以使返混程度降低。
在連續(xù)流動的釜式反響器內(nèi)，不同停留時間的物料之間的混合形成時間上的返混。返混程度的大小，一般很難直接測定，通常是利用物料停留時間分布的測定來研究。然而測定不同狀態(tài)的反響器內(nèi)停留時間分布時，我們可以發(fā)現(xiàn)，相同的停留時間分布可以有不同的返混情況，即返混與停留時間分布不存在一一對應(yīng)的關(guān)系，因此不能用停留時間分布的實驗測定數(shù)據(jù)直接表示返混程度，而要借助于反響器數(shù)學(xué)模型來間接表達。
多級流動反應(yīng)器的停留時間分布測定方法有脈沖法，階躍法等，常用的是脈沖法。當(dāng)系統(tǒng)到達穩(wěn)定后，在系統(tǒng)的入口處瞬間注入一定量Q的示蹤物料，同時開始在出口流體中檢測示蹤物料的濃度變化。多釜串聯(lián)模型是將一個實際反響器中的返混情況作為與假設(shè)干個全混釜串聯(lián)時的返混程度等效。這里的假設(shè)干個全混釜個數(shù)n是虛擬值，并不代表反響器個數(shù)，n稱為模型參數(shù)。多釜串聯(lián)模型假定每個反響器為全混釜，反響器之間無返混，每個全混釜體積相同，那么可以推導(dǎo)得到多釜串聯(lián)反響器的停留時間。