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            管式實驗室反應釜

            來源: 時間:2013-10-12 14:49:22 瀏覽次數:

            放熱和移熱速率是對系統中所具有的溫度進行標繪而得到的(若為自熱操作,可說成為系統本身持有的溫度)。因而這樣的曲線只有在所考慮的反應系統中當其整個系統內物料的m度到處都相同或大致相同時才有意義
            放熱和移熱速率是對系統中所具有的溫度進行標繪而得到的(若為自熱操作,可說成為系統本身持有的溫度)。因而這樣的曲線只有在所考慮的反應系統中當其整個系統內物料的m度到處都相同或大致相同時才有意義,例如單個連續攪拌釜式實驗室反應釜中的情況即是。
            在管式實驗室反應釜中情況則根本不同。這是由于對放熱反應一而言,除非有有效的外部冷卻,否則,實驗室反應釜中的溫度將沿著實驗室反應釜長度而不斷上升。盡管如此,在這樣的實驗室反應釜中,仍可能出現另一種定常狀態的現象。在所有型式實驗室反應釜中(27f其必要的條件是存在著某種歷程,即反應過程中某一階段放出的熱盆能逆向傳遞到前一階段,因此造成了在上部和下部穩定態間轉變的可能性。
            在連續攪拌釜式實驗室反應釜的情況下,反饋歷程可以很自然認為是由于混和導致的結果。而在管式實驗室反應釜的情況下,反饋是由于以下二種情況之一所引起:
            (1)其一是在與反應物流動相反的方向上發生很大程度的熱傳導,
            (2)另一是通過熱交換器的作用,在實驗室反應釜流出的熱流體和流進的冷流體之間有熱量的傳遞。
            如果上述兩種歷程沒有一個是有效的,反應就將停止,也就是反應系統將倒退下降到一個很低的恒定狀態,在那里,反應速率是可以忽略的,且系統的沮度僅略高于進口冷流體的沮度。不但如此,這種熄火甚至可能發生在使用了熱交換器的場合,例如當熱交換器表面逐漸積垢,以致實驗室反應釜進口氣體的溫度下降至低于某一臨界水平。
            種歷程的例子可在某些類型的催化反應和燃燒反應中見到。現考慮氮或甲醉的氧化,它是把燕氣一空氣棍合物分別地通過鉑或銀網層組而進行反應的。在這兩個例子中,即借助子催化劑本身的導熱性而提供反饋作用的。在這兩個例子中,同樣也存在兩種定常狀態:一種是需要的,也就是當催化劑處于熾熱狀態時,反應物幾乎全部轉化的狀態,另一種是不需要的也就是當催化劑處于冰冷的狀態時反應物幾乎不轉化的狀態。為了達到上部的一種定常伏態,催化劑初必須起燃(例如使用一種吹管),而且只有在催化劑保持活化狀態時才能維持在上部狀態(上面兩個例子在正常情況下都是這樣的)。可與氮和甲醉的氧化反應相對比的例子是異丙醉在銅催化荊上的氧化過程,這個過程如果條件不滿足時就容易發生熄火。
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