在無水硫酸分解磷礦生產磷酸的反應中,硫酸根容易生成硫酸鈣而阻止反應,而磷酸對磷礦的分解比硫酸分解磷礦更有利。為了使反應體系維持足夠高的磷酸濃度,一般采用大量返漿和強烈攪拌。這種通過循環大量反應產物來達到混合的反應器,只要循環量足夠高,也可認為是達到全混的反應狀況。通常循環量達到25倍以上時,即可按全混流處理。
穩態操作的全混流反應器內反應參數不隨時間和空間變化,流出的反應物料具有與反應器內物料相同的濃度和溫度。實際反應器中,流體流動或多或少地偏離完全混合的理想狀況。當進口管和出口管距離較近,會產生短路現象,部分進口反應物幾乎未來得及發生反應就流出了反應器。
而在反應器的邊角處,邊界層流動會形成滯流區,常稱之為死區,死區內的流體很難與充分混合的流體主體發生物質和能量交換。對CSTR進行放大設計,盡管全混流的理想情況可以作為其基本特性,仍需要考慮短路流體量和死區體積這些非理想特性。實際反應器的操作狀況總是處于這些典型反應器之間,反應狀態更復雜。半連續操作便是間歇和連續反應器的組合。在考慮反應參數隨時間變化的同時,還要考慮空間分布。對于多相反應器,不同相之間的流動狀態有很大的差別。例如,一些精細化工的加氫反應,液相反應物被一次加入反應槽,而氫氣鼓泡則通過液相反應物。這種情況下,氫氣的流動可以看成是連續流動的平推流流動狀況,而液相可以按間歇反應器計算。
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