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范文一：UASB厌氧反应器设计
UASB厌氧反应器设计
(2010-09-09 09:01:34)
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杂谈
本文全面的介绍了UASB系统的设计问题，介绍了厌氧预处理工艺和UASB反应器的负荷设计原则和设计方法。重点介绍了混凝土结构的矩形UASB反应器各个部分尺寸的计算和确定原则。对UASB的进水配水系统和布水方式进行了详细的介绍。对于三相分离器和UASB建筑材料等问题也进行讨论。
关键词:UASB反应器 预处理配水系统三相分离器 建筑材料 设计
一、概述
厌氧处理已经成功地应用于各种高、中浓度的工业废水处理中。虽然中、高浓度的废水在相当程度上得到了解决，但是当污水中含有抑制性物质时，如含有硫酸盐的味精废水在处理上仍有一定的难度。在厌氧处理领域应用最为广泛的是UASB反应器，所以本文重点讨论UASB反应器的设计方法。但是，其与其它的厌氧处理工艺有一定的共同点，例如，流化床和UASB都有三相分离器。而UASB和厌氧滤床对于布水的要求是一致的，所以结果也可以作为其他反应器设计参考。
包含厌氧处理单元的水处理过程一般包括预处理、厌氧处理(包括沼气的收集、处理和利用)、好氧后处理和污泥处理等部分，可以用图1所示的流程表示。
二、UASB系统设计
1、预处理设施
一般预处理系统包括粗格栅、细格栅或水力筛、沉砂池、调节(酸化)池、营养盐和pH调控系统。格栅和沉砂池的目的是去除粗大固体物和无机的可沉固体，这对对于保护各种类型厌氧反应器的布水管免于堵塞是必需的。当污水中含有砂砾时，例如以薯干为原料的酿酒废水，怎么强调去除砂砾的重要性也不过分。不可生物降解的固体，在厌氧反应器内积累会占据大量的池容，反应器池容的不断减少最终将导致系统完全失效。
由于厌氧反应对水质、水量和冲击负荷较为敏感，所以对于工业废水适当尺寸的调节池，对水质、水量的调节是厌氧反应稳定运行的保证。调节池的作用是均质和均量，一般还可考虑兼有沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。在调节池中设有沉淀池时，容积需扣除沉淀区的体积;根据颗粒化和pH调节的要求，当废水碱度和营养盐不够需要补充碱度和营养盐(N、P)等;可采用计量泵自动投加酸、碱和药剂，通过调节池水力或机械搅拌达中和作用。
同时，酸化池或两相系统是去除和改变，对厌氧过程有抑制作用的物质、改善生物反应条件和可生化性也是厌氧预处理的主要手段，也是厌氧预处理的目的之一。仅考虑溶解性废水时，一般不需考虑酸化作用。对于复杂废水，可在调节池中取得一定程度的酸化，但是完全的酸化是没有必要的，甚至是有害处的。因为达到完全酸化后，污水pH会下降，需采用投药调整pH值。另外有证据表明完全酸化对UASB反应器的颗粒过程有不利的影响。对以下情况考虑酸化或相分离可能是有利的:
1) 当采用预酸化可去除或改变对甲烷菌有毒或抑制性化合物的结构时;
2+ 2) 当废水存在有较高的Ca时，部分酸化可避免颗粒污泥表面产生CaCO结垢; 3
3) 当处理含高含悬浮物和/或采用高负荷，对非溶解性组分去除有限时;
4) 在调节池中取得部分酸化效果可以通过调节池的合理设计取得。例如，上向流进水方式，在反应器底部形成
2污泥层(1.0m)。底部布水孔口设计为5,10m/孔即可。
2、UASB反应器体积的设计
a) 负荷设计法
采用有机负荷(q)或水力停留时间(HRT) 设计UASB反应器是目前最为主要的方法。一旦q或HRT确定，反应器的体积(V)可以很容易根据公式(1或2)计算。对某种特定废水，反应器的容积负荷一般应通过试验确定。
V = QS/q (1) o
V =KQ.HRT (2)
3 式中: Q---废水流量，m/d;
S---进水有机物浓度，gCOD/L或gBOD/L。 o5
表,给出不同类型废水国内外采用UASB反应器处理的负荷数据，需要说明的是表中无法一一注明采用的预处理条件和厌氧污泥类型等情况，这些条件对选择设计负荷是至关重要的。下表供设计人员设计时参考，选用前必须进行必要的实验和进一步查询有关的技术资料。
表1国内外生产性UASB装置的设计负荷统计表 33负荷kgCOD/m?d(国外资负荷kgCOD/m?d(国内资
料) 料) 序废水类型 号 厂家厂家平均 最高 最低 平均 最高 最低 数 数 1 11.6 15.7 7.1 7 6.5 20.0 2.0 15 酒精生产 2 9.8 18.8 5.6 80 5.3 8.0 5.0 10 啤酒厂 3 13.9 18.5 9.9 36 6.4 10.0 4.0 8 造酒厂 4 10.2 12.0 8.0 4 葡萄酒厂 5 6.8 12.0 1.8 8 5.0 5.0 5.0 12 清凉饮料 6 8.6 10.7 6.6 6 小麦淀粉 7 9.2 11.4 6.4 6 5.4 8.0 2.7 2 淀粉
土豆加工8 9.5 16.8 4.0 24 等
9 9.8 12.4 6.0 16 6.0 6.0 6.0 1 酵母业
柠檬酸生10 8.4 14.3 1.0 3 14.8 20.0 6.5 3 产
11 3.2 4.0 2.3 2 味精
再生纸,纸12 12.3 20.0 7.9 15 浆
13 12.7 38.9 6.0 39 造纸 14 9.1 13.3 0.8 10 3.5 4.0 3.0 2 食品加工 15 6.2 6.2 6.2 1 3.1 4.0 2.3 4 屠宰废水 16 15.2 22.5 8.2 12 制糖 17 10.9 33.2 6.3 11 5.0 8.0 0.8 5 制药厂 18 10.5 10.5 10.5 1 家畜饲料
厂
19 9.9 12.0 7.9 7 垃圾滤液 b) 经验公式方法
Lettinga等人采用同样经验公式描述不同厌氧处理系统处理生活污水HRT与去除率(E)之间的关系，并且对不同反应器处理生活污水的数据进行了统计，得出了参数值。
式中:C ,C——反应常数。 12
c) 动力学方法
许多研究者致力于动力学的研究，Henxen和Harremoes(1983)根据众多研究结果汇总了酸性发酵和甲烷发酵过程重要的动力学常数(见表2)。到目前为止，动力学理论的发展，还没有使它能够在选择和设计厌氧处理系统过程中成为有力的工具，通过评价所获得的实验结果的经验方法现在仍是设计和优化厌氧消化系统的唯一的选择。
表2 厌氧动力学参数(Henxen和Harremoes，1982)
-1m(d) Y(mgVSS/mgCOD) Km[mgCOD/(mgVSS?d)] Ks(mgCOD/L) 培养 m
2.0 0.15 13 200 产酸菌
0.4 0.03 13 50 甲烷菌
0.4 0.18 2 --- 混合培养
3、UASB反应器的详细设计
1) 反应器的体积和高度 采用水力停留时间进行设计时，体积(V)按公式(1)或(2)计算。选择反应器高度的原则是设计、运行和经济上综合考虑的结果。从设计、运行方面考虑:高度会影响上升流速，高流速增加系统扰动和污泥与进水之间的接触。但流速过高会引起污泥流失，为保持足够多的污泥，上升流速不能超过一定的限值，从而使反应器的高度受到限制;高度与CO溶解度有关，反应器越高溶解的CO浓度越高，因此，pH值越低。如pH值低于最优值，会危害系统的效率。 从经济上考虑: 土方工程随池深增加而增加，但占地面积则相反;考虑当地的气候和地形条件，一般将反应器建造在半地下减少建筑和保温费用。最经济的反应器高度(深度)一般是在4到6m之间，并且在大多数情况下这也是系统最优的运行范围。 对于UASB反应器还有其他的流速关系(图2)。对于日平均上升流速的推荐值见表3，应该注意对短时间(如2,6h)的高峰值是可以承受的(即暂时的高峰流量可以接收)。 USAB反应器的上部设置气、固、液三相分离器，下部为污泥悬浮层区和污泥床区，废水由反应器底部均匀泵入污泥订区，与厌氧污泥充分接触反应，有机物被厌氧微生物分解成沼气。液体、气体与固体形成混合液流上升至三相分离器，使三者很好地分离，使80%以上的有机物被转化为沼气，完成废水处理过程。
应用特点
<> 高,,,负荷(,,,,kgCODcr/m^3/d)
<> 可产生高沉降性能的颗粒污泥
<> 可以产生能源(沼气)
<> 运行费用低
范文二：加氢反应器设计
加氢反应器的设计
一:加氢反应器的设计背景
工程科学是关于工程实践的科学基础，现代过程装备与控制工程是工程科学的一个分支，因此，生产实习是工科学习的重要环节。在兰州兰石集团实习期间，对化工设备的发展前景和各种化工容器如反应釜、换热器、储罐、分液器和塔器等的有所了解和学习。生产实习的主要任务是学习化工设备的制造工艺和生产流程，将理论知识与生产实践相结合，理论应用于实际。因此，过程装备与检测的课程设计的设置是十分必要的。由于我们实习的加工车间正在进行加氢反应器的生产，而加氢反应器是石油化工行业的关键设备，其生产工艺和设计制造在化工设备中具有显著的代表性，为此，选择加氢反应器这一典型的化工设备作为课程设计的设计题目。
二: 加氢反应器的发展背景 :
加氢 反 应 器是石油化工行业的关键设备，通常是在高温(350—480?)、高压(0一25MPa)、临氢、有硫化氢等腐蚀介质的恶劣工作条件下运行。近30年来，加氢技术发展迅速，加氢反应器由内部衬非金属隔热层的冷壁结构发展成为壳体内壁堆焊不锈钢层的热壁结构即热壁加氢反应器。热壁加氢反应器与冷壁加氢反应器相比具有以下显著优点:(1)在相同外形尺寸条件下，增大了反应器内部的有效容积，提高了生产能力;(2) 由于无内衬隔热层，避免了内衬板易破坏造成壳体局部超温导致局部鼓泡破坏;(3) 避免了上述原因造成设备频繁停车修复所造成经济和产量上的损失。因此，热壁加氢反应器逐步取代了冷壁加氢反应器，且具有越来越大型化的趋势。随着工业技术的发展，加氢反应器的用途也越来越多，在石油炼制工业中除用于加氢裂化外,还广泛用于加氢精制,以脱除油品中存在的含氧、硫、氮等杂质，并使烯烃全部饱和、芳烃部分饱和，以提高油品的质量。在煤化工中用于煤加氢液化制取液体燃料。在有机化工中则用于制备各种有机产品，例如一氧化碳加氢合成甲醇、苯加氢制环己烷、苯酚加氢制环己醇、醛加氢制醇、萘加氢制四氢萘和十氢萘(用作溶剂)、硝基苯加氢还原制苯胺等。此外，加氢过程还作为化学工业的一种精制手段，用于除去有机原料或产品中所含少量有害而不易分离的杂质，例如乙烯精制时使其中杂质乙炔加氢而成乙烯;丙烯精制时使其中杂质丙炔和丙二烯加氢而成丙烯;以及利用一氧化碳加氢转化为甲烷的反应，以除去氢气中少量的一氧化碳等。
三 加氢反应器的主要设计参数
1:引用的主要标准及规范
国家质量技术监督局颁发的《压力容器安全技术监察规程》(99)版 GB150-1998 《钢制压力容器》
GB6654-1996 压力容器用钢板(含1、2号修改单) JB4708-2000 钢制压力容器焊接工艺评定 JB/T4709-2000 钢制压力容器焊接规程 JB4744-2000 钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验
JB/T4730-2005 承压设备无损检测
JB4726-2000 压力容器用碳素钢和低合金钢锻件 JB4728-2000 压力容器用不锈钢锻件 GB/4237-2007 不锈钢热轧钢板和钢带 GB/T3280-2007 不锈钢冷轧钢板和钢带 GB/T3077-1999 合金结构钢
GB/T14976-2002 流体输送用不锈钢无缝钢管 JB/T4711-2003 压力容器涂敷与运输包装 2 主要技术参数
表一
设计压力 5.75,0.1MPa 设计温度 375,177?
最高工作压力 4.88MPa
最高工作温度 343?
容器类别 三类容器
容积 78.2立方米
腐蚀裕量 0
水压试验 立式7.47,卧式7.55MPa 盛装介质 石脑油、油气、氢气、硫化
氢
主体材质 15CrMoR
3 结构特点:
该加氢精制反应器为板焊结构，其内径φ4000?，壁厚98?，由2节组成;封头内半径2022?，壁厚78?，总重量94550Kg。整个容器位于裙座圈上，总高度约14011?，容器内壁(包括封头、筒体、法兰以及接管和弯 管)全部堆焊309L+347 不锈钢，反应器设有油气进出口、催化剂卸料口、 冷氢进口、热电偶口、人孔等接管孔，所有接管均采用整体补强结构，裙座采用对接结构，各接管密封采用八角垫结构，设备上下各有一个弯管。容器内部焊有凸台(一周)，安装有冷氢盘、分配盘等内件。
4 使用特点及需解决的问题:
由于热壁加氢反应器是在高温、高压、临氢及硫和硫化氢介质条件
下使用的，因此决定了该设备在使用过程中将会出现:氢腐蚀、氢
脆、高温高压硫化氢腐蚀、硫化物应力腐蚀开裂、堆焊层的剥离、
CrMo钢的回火脆性破坏等问题。
5 材料要求:
5.1锻件和钢板用15CrMo钢硬是采用电炉冶炼加炉外精炼炉精炼，和
真空脱气等工艺方法生产的本质细晶粒镇静钢
5.2钢板和锻件均应进行正火(允许加速冷却)加回火热处理，热处理
工艺应根据材料化学成分和截面尺寸大小由钢材生产厂确定，冷却
速度的大小以保证达到力学性能的要求为原则
5.3材料力学性能试板应进行模拟焊后热处理，即模拟制造过程中壳体
材料可能经历的最大程度的焊后热处理(Max.PWHT)和最小程
度的焊后热处理(Min.PWHT)，包括所有482?以上的中间和最
终焊后热处理过程，其热处理工艺为:
封头 热成形 (900-950)? ×90分钟
正火 910?×120分钟 回火 690?×150分钟，空冷 弯管 热成形 (900-950)? ×30分钟
正火 910?×40,50分钟，空冷
回火 690?×60,70分钟
5.4 筒体 封头用15CrMo钢板除应满足GB6654-1996(含1、2号修
改单)的规定外，尚应满足技术条件的要求
5.5 钢板的化学成分符合下表二的规定，熔炼分析按炉(灌)号取样，
成品分析按轧制张张取样(可以从室温拉伸试验断裂后的试样上
切取)，按GB/T223标准规定
表二 15CrMoR钢板的化学成分
化学C Si Mn P S Cr Mo Cu Ni Sn 成分
熔炼0.05,0.15,0.40,??0.800.45,?0.20 ?0.20 ?0.012 分析 0.17 0.40 0.65 0.010 0.010 ,0.60
1.15
成品0.04,0.13,0.40,??0.740.40,?0.20 ?0.25 ?0.015 分析 0.17 0.45 0.65 0.012 0.012 ,0.65
1.21
5.6:15CrMo钢板经正火加回火热处理，再经模拟焊后热处理后
的力学性能应符合下表三的规定，力学性能试验按轧制张逐
张进行，其取样位置，试样数量及热处理状态应符合下表四
的规定:
表三 15CrMoR钢板的力学性能
序号 试验项目 单位 力学性能值
1 室温拉伸强度 MP 450,585
2 室温屈服强度 MP ?275
3 室温延伸率 % ?22
4 室温断面收缩率 % ?45
5 ?1572 0?夏比冲击功 J 三个试样平均值?41
一个试样最低值?31
6 室温弯曲实验 d=2a，弯曲180?无裂纹
7 高温屈服强度 MP ?204
5.7:筒体和封头用钢板使用状态应为正火加回火热处理，钢板生产
厂必须以试板进行正火加回火加模拟焊后热处理其各项性能
均应满足本技术条件的要求
5.8:钢板应按JB/T4730.3-2005的规定进行超声检测，必须进行100%
扫查，验收标注为?级。
四 下封头的工艺设计计算
1 选材:
1.1:下封头及出油口、弯管选用15CrMoR
在石油加氢装置中Cr-Mo系低合金耐热抗氢钢得到广泛的使用。
钢15CrMoR(相当于1Cr-0.5Mo)在500,550?有较高持久强度，
长期运行也无石墨化倾向，在石油化工中允许使用温度为350,
500?，有抗氢要求使用下限温度。
1).115CrMoR属低碳珠光体耐热钢，有利于工艺性;
2)组织中的铁素体份额高，限制其强度级别为300MP;
3)钢材中0.5%的Mo提高组织稳定性;
4)Cr起固溶强化作用，同时组织石墨化倾向。
从操作工况看，该加氢反应器的基材选15CrMoR即满足要求。 1.2 封头堆焊层的选择:
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1、有来路，没退路;留退路，是绝路。
2、为目标，晚卧夜半，梦别星辰，脚踏实地，凌云舍我其谁! 3、做一题会一题，一题决定命运。
4、静下来，铸我实力;拼上去，亮我风采。
5、拼一载春秋，搏一生无悔。
6、狠抓基础是成功的基础，持之以恒是胜利的保证。 7、把汗水变成珍珠，把梦想变成现实!
8、拧成一股绳，搏尽一份力，狠下一条心，共圆一个梦。 9、每天都是一个起点，每天都有一点进步，每天都有一点收获! 10、22.对命运承诺，对承诺负责
11、我自信，故我成功，我行，我一定能行。
12、不敢高声语，恐惊读书人。
13、高三高考高目标，苦学善学上好学。
14、争分夺秒巧复习，勤学苦练创佳绩、攀蟾折桂，舍我其谁。 15、眼泪不是我们的答案，拼搏才是我们的选择。 16、站在新起点，迎接新挑战，创造新成绩。
17、遇难心不慌，遇易心更细。
18、乐学实学，挑战高考;勤勉向上，成就自我。 19、努力造就实力，态度决定高度
20、忘时，忘物，忘我。诚实，朴实，踏实。 21、精神成人，知识成才，态度成全。
22、作业考试化，考试高考化，将平时考试当高考，高考考试当平时。
23、我高考我自信我成功!
24、23.再苦再累不掉队，再难再险不放弃
25、拼搏高考，今生无悔;越过高三，追求卓越! 26、挑战人生是我无悔的选择，决胜高考是我不懈的追求。 27、山高不厌攀，水深不厌潜，学精不厌苦:追求! 28、学练并举，成竹在胸，敢问逐鹿群雄今何在?师生同志，协力攻关，笑看
燕赵魁首谁人得。
29、快马加鞭君为先，自古英雄出少年。
30、太阳每天都是新的，你是否每天都在努力。 31、把握现在、就是创造未来。
32、25.我因X班而自豪，X班因我而骄傲
33、我心飞翔，路在脚下。
34、人活着要呼吸。呼者，出一口气;吸者，争一口气 35、辛苦三年，幸福一生。
36、精神成就事业，态度决定一切。
2016年经典励志语录二
你一定要坚强，即使受过伤，流过泪，也能咬牙走下去。因为，人生，就是你一个人的人生。
竹子用了4年时间，仅仅长了3cm，从第五年开始，以每天30cm的速度疯狂的生长，仅仅用了六周时间就长到了15米。其实在前面的四年，竹子将根在土壤里延伸了数百平米。做人做事亦是如此，不要担心你此时的付出得不到回报，因为这些付出都是为了扎根。人生需要储备!多少人，没熬过那三厘米! 能够比跌倒的次数多一次站起来的次数，你就是强者!
开始，去做，这是最难的一步。往往，突破了最难的一步以后，或者说，破除了想像中的困难以外，其他的事，可能反而容易。尤其有些事情，上瘾以后，形成习惯，不继续反而不舒服。再好的方法，对于彻底的、不想上进的懒人是无效的，但既然，生命是属于自己的，愿意行动与否，也还是自己的事。
成功与不成功之间，有时距离是很短的，你只要后退一步或再向前几步。 想得再多不如行动一次;说得再好不如立刻就做!人与人的距离是说与做的差别;人与人的差别是信与愿的有无!凡事实行则无瑕忧虑，空想则寸步难行。无论要做什么立刻行动!马上行动!开始行动!
做一件事情，只有最初五分钟热情的，叫失败者;最后五分钟仍有热情的，叫成功者。
当你周围都是米的时候，你很安逸;当有一天米缸见底，才发现想跳出去已无能为力。有一种陷阱，名叫安逸!别在最能吃苦的年纪选择安逸!没有危机!是最大的危机!自己不上进，危机无处不在吞噬你的理想和灵魂，混下去很容易，混上去太难了!
为什么成功的不是你。年轻的你，迷茫又着急。你想要房子想要汽车，想要旅行想要高品质生活。你不断催促自己成长，却沉不下心来认真读一篇文章;你急切地期待成功，却每次在遇到挫折时提前退缩。既然没有过那些汗水和拼搏，又何必在旁观别人的荣耀与成功时愤愤不平呢?所以，努力吧，别抱怨。
如果你要做一件事，请只管安安静静的去做。因为那是你自己的事，别人不知道你的情况，也不可能帮你实现梦想。千万不要因为虚荣心而炫耀，也不要因为别人一句评价放弃自己的梦想。其实最好的状态，是坚持自己的梦想，听听前辈的建议，少错几步。值不值，时间是最好的证明。 你可以没有梦想，但不能不知道现在要做什么，你可以长相平凡丢到人群里就被淹没，但不能随波逐流成为没有个性的复制品，你可以被压力逼迫得痛哭一百次，但哭完记得笑一千次给它看，你可以习惯为别人付出，但至少别忘了为自己而活，你可以学会假装，但最后不要变成你当初讨厌的那种人。 你比你想象中更勇敢，比你看起来更强大，也比你以为的更聪明。
2016年经典励志语录三
1、如果真的想活得悠闲，那么，为何不学着让自己释放心灵的重负，学着忘却，忘记那些无碍于个人原则的得失;无关大局的磕磕碰碰;无伤大雅的前嫌旧隙呢?学会让自己时时都轻装上阵，潇洒前行!
2、人格的完善是本，财富的确立是末。
3、古人云“隐忍不怒的人，胜于勇者”、“修己冶心的人胜于攻城掠地的将领”。生活中，宽容可以减少人与人之间的隔阂，可以让大家更好地沟通，彼此多一些体贴和关怀。
4、“一个人不能骑两匹马，骑上这匹，就要丢掉那匹，聪明人会把凡是分散精力的要求置之度外。”人的生命和精力是有限的，我们要学会将聚光镜一样，排除一切琐事的干扰，将所有的资料、精力、热情聚焦并锁定你的目标上。
5、一个能从别人的观念来看事情，能了解别人心灵活动的人，永远不必为自己的前途担心。一个人最大的破产是绝望，最大的资产是希望。不要等待机会，而要创造机会。
6、喜欢的最高境界是你可能为她去死，可爱的最高境界是你得为你爱的人好好活着。
7、如果人生需要一个完美的符号，没有比微笑更合适的了。微笑，它是甜美的歌声，能唱出生活的快乐;它是温暖的阳光，能驱散心头的阴影;它是无边的春风，能蓬勃事业的生机。
8、微笑可以减轻紧张的情绪和压力，不管面对多么愤怒或者冲动得人，只要微笑示之，都能坦然以对，微笑一把神奇的钥匙，可以打开别人心灵的窗户，传递心灵的善意，退一步，海阔天空;退一步，瞒天过海;冲动是魔鬼，只要心平气和静下心来，相对而笑，一切都能化干戈为玉帛。
9、很多人找女朋友或者男朋友，把学历当作指标之一，既希望对方能够给他/她伴侣的温暖与浪漫，又希望他/她知识丰富、学历相当或更高，在事业上能蒸蒸日上;我想说，你找的是伴侣，不是合作伙伴，更不是同事，生活就是生活，这个人适合你，即使你是博士他/她斗大字不识一个，那也无所谓，适合就会和谐融洽，人比文凭更重要
10、听着一首歌，反反复复，琢磨不透，自己在想什么?难道真的爱她么?可为什么说不出口呢，爱情就是买卖，看透就好。痴情的人不会有真爱、让这一切随风，吹到天涯海角。不要再让我见到，对你，既然说不出，那就模模糊糊。或许，这样最好，谁都不会太累。
11、一个能从别人的观念来看事情，能了解别人心灵活动的人，永远不必为自己的前途担心。
12、人要想树立自己的威信，就要不断进行自我完善和修养、严于律己。你要求别人怎么样，首先必须自己先做到那样，身教的效果总比言传更为快捷。严于律己能使自己成为一个最可信赖的人。
13、成功的道路上，肯定会有失败;对于失败，我们要正确地看待和对待，不怕失败者，则必成功;怕失败者，则一无是处，会更失败。
14、选几个自认为能靠得住的人组成良好、稳固、有力的人际关系的核心。这首选的几个人可以包括自己的朋友、家庭成员和那些在你职业生涯中彼此
联系紧密的人。他们构成你的影响力内圈，因为他们能让你发挥所长，而且彼此都希望对方成功。
15、我们现在做的工作，也许过于平淡，也许鸡毛蒜皮。但这就是工作，是生活，是成就人事的不可缺少的基础。对于敬业者来说，凡事无小事，简单不等于容易。
16、亲情是一种深度，友情是一种广度，而爱情是一种纯度。亲情是没有条件、不求回报的阳光沐浴，友情是浩荡巨大、可以随时安然栖息的堤岸;而爱情则是神秘无边、可以使歌至到忘情泪至潇洒的心灵照射。人生一世，亲情、友情、爱情;三者缺一，已为遗憾，三者缺二，实为可怜;三者皆缺，活而如亡。
17、如果你心中有阳光，就不会恐惧前方的坎坷;如果你心中有勇气，就不会畏缩不前;无论前方风多大，雨多大，闯过去就是一片海阔天空!孩子别忧伤，生命的美丽就是坚强的走过坎坷!
18、好心没有错，但也要分清是非，不分原则的善良，是“愚善”，就像东郭先生一样。因此，在没有搞清一件事是否值得做之前，要敢于说“不”，不要被他人利用，更不要一不小心成为他人的替罪羊。
19、其实路并没有错，错的是选择，爱并没有错，错的是缘分，所以无论何地，一路的风景总是有限的，终究会有美好的。生命不是一场赛跑，而是一次旅行。
20、什么是嫁得好?嫁得好并不是嫁富豪，而是嫁给一个能给你安全感的男人。住在别墅里天天流泪的，你进的不是天堂而是地狱。真正嫁得好的女人，是住在单元房里却被老公哄的像只傻鸟，爱你一时，宠你一世，骗你一辈子!其实日子过得好，真的不是有多少钱，而是无忧无虑无烦恼。 21、想取得成功，不仅要吃“苦中苦”，也要相关条件的配合支持，那些光知道吃苦的人，那些吃了不值得吃的苦的人，那些把吃苦当成解决一切问题法宝的人，恐怕只能继续在“苦中苦”的怪圈里徘徊。
22、人往往是失去之后才懂得珍惜，可是为时已晚，即使是哭干眼泪也换不回曾经的拥有。多少人都是这样的感叹:拥有时不知道珍惜，失去时已无可挽回。
23、从不犯错的孩子长大后要么成为庸才，要么早晚要犯大错。因此，我们要适度降低对孩子的期望与要求，鼓励他们真实地面对自己的缺点和错误，鼓励他们在尝试中不怕犯错误，注重过程的体验和收获，摘掉“好孩子”的面具。
24、成功不是将来才有的，而是从决定去做的那一刻起，持续累积而成。 25、人生的最大遗憾莫过于错误地坚持了不该坚持的东西，轻易地放弃了不该放弃的东西，每一个人都有自己的理想，都有那个期望达到的目标，或许有这么一天我恩男狗狗成为一名教师，或许有那么一天我能实现自己的理想，达到自己的目标!生活还在继续!不要忘记微笑的对待每一天，不要忘记珍惜余下的每一天!
26、要始终保持敬畏之心。对时光，对美，对痛楚。仿佛我们的活，也只是一棵春天中洁白花树的简单生涯。不管是竭力盛放，还是静默颓败，都如此甘愿和珍重。
27、我们缺少的不是机遇，而是对机遇的把握;我们缺欠的不是财富，而是创造财富的本领;我们缺乏的不是知识，而是学而不厌的态度;我们缺少的不是理想，而是身体力行的实践。
28、只有一条路不能选择——那就是放弃的路;只有一条路不能拒绝——那就是成长的路。
29、积极的人在每一次忧患中都看到一个机会，而消极的人则在每个机会都看到某种忧患。莫找借口失败，只找理由成功。
30、能够刚正批评、指责我们缺点和错误的人是我们难得的诤友，善意的批评就像是一壶美酒，当我们开怀陶醉在这种朋友同事间畅饮的世界里，批评的因子仿佛蕴藏在每个直观的感觉细胞中。
31、没有人愿意和总是虚伪、圆滑的人打交道，但是一味的诚实，却也容易伤害人。所以，生意人讲究的是大诚实，即在适当的时候，对适当人，说适当的话。如果坦率无忌是一种伤害，那么，请选择机智的“谎言”。 32、只要你有能力去做的事就一定要去做，不要给自己留下任何遗憾，人生最重要的不是所站的位置，而是所朝的方向。路就在你脚下，只要走，就能到达远方。
33、做对的事情比把事情做对重要。
34、生命的奖赏远在旅途终点，而非起点附近。我不知道要走多少步才能达到目标，踏上第一千步的时候，仍然可能遭到失败。但我不会因此放弃，我会坚持不懈，直至成功!
35、以前喜欢一个人，可以任由招之即来，挥之即去。现在喜欢一个人，仍可以招之即来，但不再接受挥之即去。因为我现在知道，我很好，所以你爱我，也只有一次机会。
36、水的心是平静的，水的心是轻灵的，你看，水，一平如镜，云月其中，怡然自乐。水，怀着平静而轻灵的心，缓和的一淌而去，遇一些阻隔且轻轻的绕过，何必那么多计较，心平而轻流自畅;如一路顺直，那更好了，我也可以尽情的奔流，一望千里，波涛澎湃，我也会挥洒我的潇洒，我的纵情。 37、日子不动声色奴役我们疲于奔命，而我们还要为之稽首敛眉。 38、不要等待机会，而要创造机会。
39、没有一种不通过蔑视、忍受和奋斗就可以征服的命运。 40、夫事未有不生于微而成于着，圣人之虑远，故能谨其微而治之，众人之识近，故必待其着而后救之;治其微则用力寡而功多，就其着则竭力而不能及也。人见识短浅，所以必等弊端闹大才来设法挽救。
41、人性最可怜的就是:我们总是梦想着天边的一座奇妙的玫瑰园，而不去欣赏今天就开在我们窗口的玫瑰。
42、古人说:“少成若天性，习惯如自然。”坏习惯是我们打不开的心锁;坏
习惯是我们转不过的弯;坏习惯是我们看不见的障碍??好习惯要保持，坏习
惯要改正，永远别让坏习惯左右我们的未来。
范文三：反应器整体设计
《反应过程控制与设备操作》课程整体教学设计
一、基本信息
课程名称：反应过程控制与设备操作 制定人：任庚清
所属院系：化学工程系 制定时间：2009年8月 学分：4 课程类型：必修课
学时：72 先修课：物理化学，流体输送过程控制与
设备操作，传热、冷冻、蒸发过程控制与设备操作，传质与分离过程控制与设备操作，
授课对象：应用化工技术专业学生 后续课：典型化工生产技术
二、课程整体教学设计说明
本课程是应用化工技术专业核心基础课程，在大二第二学期开设。针对高职学生的学习特点，我们在制定本课程整体教学设计时，遵循以下基本原则：
1、以学生为主体，提高学生的学习兴趣； 2、以职业活动为导向，组织教学内容；
3、以职业岗位需求为依据，突出职业能力培养；
4、以项目为载体，训练学生职业岗位能力和自学能力。
三、课程设计
1．课程目标设计 （1）能力目标
1）能根据化学反应动力学方程确定具体的反应器类型。 2）能对均相设备进行选型、操作和维护。 3）能对固定床反应设备进行选型、操作和维护。。 4）能对流化床反应设备进行选型、操作和维护。 5）能对鼓泡床反应设备进行、操作和维护。 6）能对以上设备进行DCS 控制操作。
7）具有正确、熟练运用设备操作规程、手册、参考书的能力；
8）通过实训，初步建立全面协调统一的团队意识和优良的职业操守。
（2）知识目标
1）能说出各类设备的结构特点和工作过程。
2）能说出各类设备的表示方式和设计参数的的含义。
3）掌握各个反应操作的化学动力学方程及物料衡算、热量横算。
4．第一节课设计梗概
（1）本课程学习目标、方法介绍
①学生自由发言提出学习要求和愿望； ②教师总结学生的要求并深化；
③师生达成共同接受的学习方法和预期目标； ④告知考核方法和参考教材。 （2）进入教学主题
①通过教师课前准备各种反应设备多媒体图片，使学生能够初步识别不同的反应过程。 ②通过学生网上查寻反应过程、发展历史，掌握传质在化工生产中的重要作用。
③通过几个典型实例，引出反应过程在化工生产的地位和传质过程的工艺流程、操作。 ④引出后面学习知识的必要性。 （3）总结
归纳本次课所讲的内容，总结要实现的能力目标和知识目标，重点是掌握几个常见反应过程及其生产工艺流程。请学生根据几个常见反应过程及其生产工艺流程的特点说出所需要的设备，并举例说明。
四、考核方案设计
（1）平时成绩（30%）：课堂出勤率，作业、课堂表现； （2）阶段项目成绩（30%）：阶段项目考核成绩； （3）期末考试（40%）：综合考核本课程掌握情况。
五、教材、资料
参考教材： 课题组编写的校本讲义 参考资料：《化学反应过程与设备》许宁主编 《化学反应过程技术》周波主编
《化学反应工程》
范文四：组合反应器设计
化学反应工程论文
组合理想反应器的进展
目录
前言 .................................................................................................................................................. 2
第一章 理想反应器的基本模型 ..................................................................................................... 3
1.1间歇反应器（BR） ............................................................................................................ 3
1.2全混流反应器（CSTR） .................................................................................................... 4
1.3活塞流反应器（PFR） ...................................................................................................... 5
第二章 组合理想反应器模型 ......................................................................................................... 6
2.1理想反应器的串联 ............................................................................................................ 6
2.2 理想反应器的并联 ........................................................................................................... 9
2.3理想反应器的各种组合 .................................................................................................. 10
第三章 理想反应器的选择应用 ................................................................................................... 11
3.1单一反应 .......................................................................................................................... 11
3.2自催化反应 ...................................................................................................................... 11
3.3复合反应 .......................................................................................................................... 12
3.3.1平行反应 .............................................................................................................. 12
3.3.2连串反应 .............................................................................................................. 14
第四章 小结 ................................................................................................................................... 15
参考文献......................................................................................................................................... 16
前言
化学工业中的工艺过程一般包括原料预处理、化学反应、产物分离和精制等操作。化学过程的典型流行图为：
原料→分离过程→反应过程→分离过程→产品+副产品
显然，在此过程中，反应过程是实现增值的关键步骤，最重要的部分是反应系统。但是，在一般的化工过程中，反应器极其附属设备的总投资和运行成本只占过程总成本的10%～25%，分离单元的设备投资和运行成本则占较大比重。所以，如果反应过程过程能使用含杂质原料而无需提纯或者反应过程中不产生副产物，就比使用高效分离设备在经济上更合算。另外，反应器运行的好坏会明显影响分离单元的运行情况和运行成本。因此反应器设计和操作的好坏在很大程度上会左右全过程的经济性。工业反应过程的优化包括反应器的优化设计和优化操作两方面。在化工生产装置中，反应器的投资虽只占装置总投资的一小部分，但却是化工生产的核心。化工过程开发的研究工作，在一定程度上往往是针对化学反应过程进行的，如反应器的选型，条件的优化和放大等等。
开发设计反应器主要以下三个任务：（1）优化动力学特性，选择合适的反应器类型。（2）结合动力学和反应器的特性，确定操作方式和优化操作条件。（3）根据产量对反应装置进行设计计算，确定反应器的几何尺寸，进行评价。
反应器设计涉及以下基础方程式：
1.动力学方程式：描述反应器内体系的温度、浓度（或压力）与反应速率的关系；
2.物料衡算方程式；
3.热量衡算方程式。
衡算方程可写出下式：累积量=输入量-输出量-反应量[1]
化学反应器的类型很多。由于反应物料的性质、反应条件及生产规模不同，反应器的型式、形状、大小也各异。工业生产上，由于化学反应的复杂性，为了满足不同反应的要求，有时采用相同或不相同的基本反应器组合起来，构成组合反应器。从总体上看，组合反应器可使反应在最佳的状态下进行，从而使反应器的有效容积尽量达到最大利用效率。
本文从简单、理想的反应器入手，然后推广到比较复杂一些的理想反应器组合的情况。
第一章 理想反应器的基本模型
对于均相反应，因为反应过程中不存在相间传递过程，影响反应速率的物理因素只有物料的混合和流动状态两个方面。均相反应所用的反应器按完全混合和完全不混合分为两类理想反应器，理想混合反应器和活塞流反应器。理想混合反应器是指在复式反应器内反应物料的温度和浓度完全相同。
根据操作方式不同，理想混合反应器可以分为间歇反应器（BR），和全混流反应器（CSTR）。活塞流反应器（PFR）是连续流动的管式反应器，反应器内反应物料完全不混合，所有反应物流体粒子以相同的流速和方向流动，在反应器内停留时间完全相同[1]。三种理想反应器的示意图如下：
a间歇反应器 b全混流反应器 c活塞流反应器
图1.1 三种理想反应器示意图
1.1间歇反应器（BR）
间歇反应器是最简单、最常用的一种反应器，广泛应用于医药、染料等精细化学品生产、高分子聚合反应和生物化工等领域。一般适用于小批量、多品种、反应速率慢的场合。该反应器的优点是灵活性大、设备费用低、产量可大可小，并可用于生产不同品种的化学品。其缺点是设备利用率低、人工费用高并难以实现自动化控制。
间歇反应器的操作特点为：（1）一次加料；（2）一次出料；（3）定时反应，即停留时间相同；（4）强烈搅拌，及浓度和温度处处相同[1]。
其操作方程为：
或
图1.2 间歇式反应器的图解法示意图
可见，在间歇反应器中进行反应时，达到一定转化率所需的时间只与反应速率有关，而与反应器大小无关。
1.2全混流反应器（CSTR）
全混流反应器又称连续搅拌理想反应器。这类反应器实际上是连续操作的理想槽式反应器。由于流动过程中，反应物料的停留时间存在一定分布，因而会影响反应过程的进行，从而表现出于间歇反应器不同的特点。在定常态下全混流反应器的基本操作特点为：（1）整体始终均一；即无浓度和温度梯度。（2）瞬间实现均一，即物料加入后瞬间实现混合。它的重要特性为：（1）反应物出口温度和浓度与反应器内物料的温度和浓度相同且不发生变化。（2）因反应过程中温度和浓度均不变，所以反应恒速进行[1]。
其操作方程为：
或
图1.3 全混流反应器图解计算示意图
1.3活塞流反应器（PFR）
工业上很多反应式在管式反应器中进行的。活塞流反应器是一种理想流动的管式反应器，它假定流体粒子像活塞一样向前流动，及所有流体粒子均以相同的速度从进口向出口流动，径向不存在流速分布，整个反应器不存在返混现象。
PFR的操作方程如下：
VR=
或 t= ； = ;
图1.4 活塞流反应器图解示意图
因此，在恒容过程中的活塞流反应器的操作方程与间歇反应器的操作方程完全相同。 对于任何n级反应而言（n>0）,在工艺条件及转化率相同时，活塞流反应器所需要的体积恒小于全混流反应器的体积。换句话说，若反应体积相同，活塞流反应器可得到的转化率大于全混流反应器的转化率[2]。
第二章 组合理想反应器模型
对于活塞流反应器和全混流反应器，这两类理想反应器可以各种串联和平行的方式连接成为组合反应器，与理想反应器相比，组合反应器的性能通常介于其间[3]。有时组合反应器只是一种概念，被用作实际反应器的模型，有时，组合反应器是实际存在的。有许多采用组合反应器的充分理由。温度控制可能是重要的动机。采用标准设计有时也是一个因素，因为在增加装置能力时能使装置继续运转。
2.1理想反应器的串联
串联装置是比较普遍的。搅拌釜式反应器后串联一个管式反应器的组合也是常见的。当反应器串联时，一个反应器的出口用作另一个反应器的入口。对于串联反应器，只有体积可以分配[3]
。
图2.1 多段全混流反应器串联
稳态，定容时，m段全混流反应器串联，
对于1级不可逆反应：rA=kCA=kCA0(1-xA)
VR=∑VR,i=i=1mx-xA,m-1V0xA,1-xA0xA,2-xA,1(++...+A,m) k1-xA,11-xA,21-xA,m
?VRV01-xA,i-11=(-)=0 ； i=1,2,…,m-1 2?xA,ik(1-xA,i)1-xA,i+1
?VRV01-xA,i-11=(-)=0 ?xA,ik(1-xA,i)21-xA,i+1
即： xA,i-xA,i-1
1-xA,i=xA,i+1-xA,i1-xA,i+1
VR,i=VR,i+1
可见，当在多段全混流反应器中进行1级不可逆反应时，各段的反应体积相等时，总反应体积最小。
ti=VR,i
v0=CA0(xA,i-xA,i-1)(rA)i
，=CA,i-1-CA,i(rA)i=1 1+kti
m ti=CA,m
CA,i-1-CA,ikCA,i=CA,1CA,2CA0CA,1CA,iCA,i-1CA,mCA0...CA,m-11=∏() i=11+kti
因为 xA,m=1-CA,m
CA0
N
所以 xA,m=1-1()∏i=11+kti
当各段反应体积相等时， t1=t2=...=tm=t
111m-1] xA,m=1-()或t=[1/mk(1-xA,m)1+kt
反应总体积 VR=mVR,i=mv0t=mv01[-1] k(1-xA,m)1/m
当各段反应体积不同时，如图2-2所示，在生产任务(CA0、CAf、v0)和段数给m给定时，总是希望反应体积越小越好，这就涉及各段反应体积的最优分配问题。
图2.2 不等体积全混流反应器串联图示
非1级反应在多段全混流反应器中进行反应时，若按照总体积最小的条件式确定反应体积时，确定的各段反应体积将不是相等的，但是与等体积设计时，总体积一般差别不会超过10%。而体积不等时，对设备的购置和维修等会带来许多困难，所一般都选用等体积方案。
对于不同大小的全混流反应器串联操作时，对于反应级数n>0的反应，较小的反应器应在前面；而对于n<>
图2.3 多级平推流反应器的串联
ti=VR,idxAx=CA0?xA,i A,i-1v0rA
xA2dxxA,NdxdxAAA+?+...+?) xA0rxA1rxA,N-1rAAAxA1t=t1+t2+...+tn=CA0(?
=CA0?xA,NxA0dxA rA
由以上计算可知，多级平推流反应器的串联与单一平推流反应器相同 。
图2.4 全混流反应器与活塞流反应器的混合串联
2.2 理想反应器的并联
全混流反应器的并联放大是不常见的，但有时它们被用于增加能力。与串联体系相比，并联体系有一个额外的自由度。总体积和流量都可在两并联单元间任意分配[3]。尽管理想流动反应器的组合与反应体积比较并联有额外变量，与具有同样总得V和Q的单个反应器相比，只要并联反应器的温度相同，在性能上并无优点。在必须向物料传递或由反应物料取出大量热量时，多个相同的小反应器并联可能较为有利，以为比较容易达到要求的操作温度。
图2.5 理想反应器的并联
2.3理想反应器的各种组合
图2.6 各种理想反应器的组合[2]
对于活塞流反应器： CA,i=CA,i-1e对于全混流反应器： CA,i=当反应体积相同，反应为一级反应时； （a） CAf,a=
-kVR
V0
CA,i-11+kτi
CA0CA0
=
VR1+2kt1+k
v0/2
CA0CA0CA1
==
RR2(1+kt)2
1+k(1+k)
v0v0
（b） CAf,a=
（c） CAf,c
CA0e-ktCA1
==
R1+kt1+kv0
-kVRv0
（d） CAf,d=CA1e
CA0e-kt
= 1+kt
（e） CAf,e=CA0e
-k
VR
v0/2VRv0
=CA0e-2kt
（f） CAf,f=CA1e（g） CAf,g=
-k
=CA0e-2kt
C1
[CA0e-2kt+A0] 21+2kt
第三章 理想反应器的选择应用
反应器的生产强度是单位体积反应器所具有的生产能力。在相同的条件下，反应器所需的反应体积越小，则表明其生产能力越大。简单反应不存在产品分布问题，只需从生产能力上优化。复杂反应则存在产品分布，且产品分布随反应过程条件的不同而变化，因而，目的产物的收率(产率或得率)和选择性比反应所需反应器体积的大小更重要。
3.1单一反应
活塞流反应器与单段全混流反应器是两种极端情况，一种需要的反应体积最小，而另一种则最大。
对于不同大小的全混流反应器操作时，对反应级数n>0的反应，较小的反应器应在前面，对于n<>
对于不同形式反应器组合，比如用一个活塞流反应器和两个大小不同的全混流反应器组成反应器组。当n>0时，其最优排列是先活塞流反应器，后较小的全混流反应器，最后较大的全混流反应器，而当n<0时，排列次序>
3.2自催化反应
对于低转化率的自催化反应，全混流反应器优于活塞流反应器；在高转化率的自催化反应中，用活塞流管式反应器优于全混流反应器。若最终转化率小于最大速率点，则全混流反应器比任何循环比的活塞流反应器都好。若最终转化率大于最大速率点，则具有适当回流比的活塞流反应器优于活塞流反应器或全混流反应器。
对于自催化反应，为了是反应总体积最小，可以设计一个反应器组合使反应大部分时间在最高速率点或接近最高速率组成下进行。比如，开始时使用已给全混流反应器，使反应在最高速率的转化率下进行。在反应后期，为了达到较高的转化率，可以使用一个活塞流反应器，如图3.1中a所示。
若将未转化的反应物经分离装置分离出产物后再返回到反应器中，则最优组合为一个全混流反应器与一个分离装置的组合,如图3.1中b所示。
a b
图3.1 用于自催化反应的反应器组合
3.3复合反应
与单一反应不同，仅用转化率不足以说明复合反应的结果，因此引入了目的产物的收率和选择性概念。 收率：Y=
生成目的产物所消耗的关键组分的摩尔数
进入系统的关键组分摩尔数
选择性：S=
生成目的产物所消耗的关键组分的摩尔数
已转化的关键组分摩尔数
转化率、收率、选择性三者之间的关系：Y=xAS
3.3.1平行反应
A+B→s（目的产物）； A +B→T（副产物）
rS=
主副反应速率之比：
dcSdcT
12 =k1cαr==k2cαATA
dtdt
rSk1-α2
=1cαA
rTk2
对比速率与选择性的关系 S=
rS
rS+rT
浓度效应;
rSk1-α2
=1cα ArTk2
选择不同反应器和加料方式[4,5]
α1>α2时，因为PFR内反应物的浓度较CSTR为高，故适宜于采用PFR，其次则采用(1) 当
BR或N-CSTR。
(2)当α 时，适宜采用CSTR，但在完成相同生产任务时，所需釜式反应器体积较大。1<>
(3)当α 1=α2时，选择性与反应物浓度无关。
一般来说，高的反应浓度有利于反应级数高的反应;低的反应物浓度有利于反应级数第的反应；主副反应级数相同的平行反应，浓度的高低不影响产物的分布[1]。若反应物的浓度低时选择性高，可采用图3.2中a所示方式，即各段的反应体积逐渐缩小。若反应物的浓度高时选择性高，可采用图3.2中b所示方式，及各段的反应体积逐渐增加。
a 主反应的级数低时
b主反应的级数高时 3.2多段全混流反应器的配置
3.3间歇操作的反应器形式和加料方式
图3.4 连续操作时不同的反应器形式及加料方式
3.3.2连串反应
k1k2
A??→L??→M
对于一级连串反应 (-rA)=-
dcA
=k1cA； dt
rR=
dcR
=k1cA-k2cR； dtrS=
dcS
=
k2cRdt
图3.4 连串反应的浓度-时间关系图
一级不可逆连串反应，不论采用哪一种反应器，主产物最大收率与反应物初浓度无关，只与k2/k1的比值有关。
在连串反应中，最慢一步反应对反应过程总速率影响最大。对于任意反应，一次产物的最大浓度，在全混反应器的总比活塞流反应器中低[1]。所以进行连串反应时，活塞流反应器中转化率和选择性都高于全混流反应器。
第四章 小结
综上所述，对于三种基本的理想反应器（BR、CSTR、PFR），其中间歇反应器是最简单、最常用的，适于小批量生产。对于全混流和活塞流反应器，为完成一定的生产任务达到一定的转化率所需反应器的有效容积，以活塞反应器最小，全混流反应器最大，多釜串联反应器居中。对于多釜串联反应器，釜数越多，所需容积越小。
全混流和活塞流反应器可以通过不同的组合形式，串联和并联，组成新的理想反应器组。在工业生产中， 通过计算选用最优的反应器或反应器组合来达到优化的目的。
参考文献
[1]王安杰,周裕之 ,赵蓓化学反应工程学.北京：化学工业出版,2005 [2]陈仁学.化学反应工程与反应器.国防工业出版社,1988.7
[3]E.Bruce Nauman, 朱开宏,李伟，张元兴译.化学反应器的设计、优化和放大.中国石化出版社，2003 [4]王军，张守臣，王立秋.反应工程.大连:大连理工出版社,2004.9 [5]梁斌,段天平,唐胜伟.化学反应工程.北京:科学出版社,2003.11
范文五：反应器的设计
反应器的设计
1.反应器选型
反应器设计为本设计的重点，因影响因素较多，则选择文献与软件模拟同时参考，确保设计数据的准确可靠。本设计以羰基合成反应器为例采用全混釜式反应器。设计使用全混釜式反应器进行动力学模拟。丙烯与合成气反应生成丁醛的主反应是在HRh CO TPP 3催化下的一个放热反应，反应操作压强1.8-1.9MPa，操作温度90℃。为保持反应的平稳进行，采取外部措施进行恒温处理
全本设计采用全混釜式反应器，相比较其它反应器而言，混釜式反应器适用性大，操作弹性也较大，在连续搅拌操作时，全混釜式反应器内物料达到完全混合状态，组成和温度均匀且容易控制，产品质量均一。但同时全混釜式反应器在保持高转换率时，反应容器容积较大。
现以羰基合成反应器为例进行设计示例，其设计思路是首先在实验数据的基础上得到在特定条件和催化剂下反应的转化率，进而通过 Aspen 平衡反应器得到反应平衡时的焓，进而通过Aspen 全混流模型反应器得到反应的动力学模型，得出反应器的设计参数。再由理论推导和软件模拟得到实际情况的模型优化，再进行强度的校核与优化，最终得到反应 2.催化剂选择
羰基合成反应催化剂为配位体三苯基膦的铑膦络合物即（HRh CO TPP 3），溶剂为丁醛的三聚物。
3.反应器设计方程的建立 （1）热力学条件
主反应：丙烯与合成气在HRh CO TPP 3催化下反应生成丁醛的主反应为：
CH3CH=CH2+CO+H2??→CH3CH2CH2CHO(正，异丁醛) △H0298K＝-123.8KJ/mo1
催化剂为：是配位体三苯基膦的铑膦络合物（HRh CO TPP 3） 该反应在任何温度下平衡常数均很大，实际上可视为一个不可逆反应，因此反应的进行不受热力学条件的限制，反应主要由动力学因素控制。 （2）动力学条件
运用动力学方程的一般式：
?rA=kcCAxCByCCz
式中：CA，CB，CC：A，B，C组分的浓度mol/m3
x，y，z：A，B ，C组分的反应级数；x+y+z为此反应的总级
数
kc：为以浓度表示的反应速率常数，随反应级数的不同有不同的因次。
kc：是温度的函数，在一般情况下，符合阿累尼乌斯关系。 对于全混釜式反应器做物料衡算可得：
FA0?FA? ?rA V=0即得到： FA0xA= ?rA V
整理得到τ=
VV0
=
CA0xA?rA
V0=
FA0CA0
VV0
由于全混釜反应器用于液相恒容系统，故简化为τ=视A、B、C均为一级反应，x=y=z=1，则τ=又有V0=
FA0CA0
xA
=
CA0?CA?rA
，根据PV=nRT，可得出V0=
kCA0 1?xA FA0
4.反应器体积计算
根据Aspen 模拟得到的反应器（R101）数据如下表
由动力学方程式可知：
V0=
FA0
A0RT
=
422
8.314×363
=2.08m3/min
根据文献查得反应的空速为1??1
3
则反应器的有效的容积为Vr=V0τ=2.08×60=124.8m
而实际取反应器体积为175m3，停留时间为60min，取反应器高度与直径比为1.5，经过圆整的到反应器的直径为5.3m，高度为8m。
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