化学反应的控制.docx

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化学反应的控制

第10章化学反应的控制

10.1控制反应进行的基本原理

化学平衡

反应速度

图10.1温度对反应速度的强烈影响

图10.2在相同条件下，活塞流反应器的转化率要高于返混流反应器

放热式反应器的稳定性

图10.3在操作点上，如果散热线的斜率超过放热线的斜率，

则反应器是静态稳定的

图10.4从阶跃负荷响应曲线可以看到，当迟延时间与热时间常数的比值接近-1时，

放热式反应器变得不可控

图10.5不稳定的反应器要出现两个谐振峰

10.2连续反应器

反应物流量的分配

图10.6如果一种反应物的相不同于其他物料，则它可按其消耗量自动增加

图10.7可以通过设定反应物B的流量，来限制反应物A的浓度或保持停留时间不变

图10.8过量的反应物随溶剂一起再循环时，如果不采用成分反馈控制，

过量反应物就会累积起来

温度控制

图10.9这个系统既便于启动，又便于进行有效的冷却

图10.10若冷却剂以高速循环，则对其出口温度进行控制是很有效的

图10.11要使再生反应器稳定，需要控制预热温度

使产率最大

转化率的控制

图10.12总的转化率取决于烃类（HC）残液排放量，而反应的单程

10.3pH控制

pH曲线的确定

图10.13弱酸或弱碱在由给定的pH值进行中和时需要更多的试剂，

pH控制系统所要求的可调范围

图10.14当控制反应器中的pH值时，流量比应该

图10.15两个50∶1的等百分比阀交替工作，以提供1000∶1的组合可调范围

图10.16为了保持两个等百分比阀总的特性不变，两个阀门不能同时打开

pH的前馈控制

图10.17此系统兼有前馈控制与自适应非线性反馈控制

参考文献

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2.Shinskey,F.G.,“TemperatureControlforGas-PhaseReactors,”Chem.Eng.,October5,1959,pp.143—146.

3.Shinskey,F.G.,“TwoExpertSystemsforBatchReactorControl,”BIRAWorkshoponExpertSystems,Antwerp,October14—15,1986.

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5.Shinskey,F.G.,“AdaptivepHControllerMonitorsNonlinearProcess,”ControlEng.,February1974,pp.57—60.

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7.Gustafsson,T.K.,andK.V.Waller,“MythsaboutpHandPHControl,”AIChEJ.,February1986,pp.335—337.

习题