反应器的数学模型

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一、 反应器的数学模型[1,6,7,9]

此反应选用固定床列管式反应器，反应物物均为气体，催化剂为固体，此模型为拟均相模型；对于实际的工业固定床反应器，尤其是列管式床层，其床层高度都可以满足L>100dp的条件，因此也都可以认为床层轴向返混的影响可以忽略，即可以将固定床床层进一步简化为拟均相的柱塞流反应器，从而得到简化的拟均相一维模型。

1、

床层对外的径向换热项

qW(TTW) （4.1）

式中 q——传热通量；

W——反应管壁传热系数； T——反应温度； TW——反应管壁温度。 2、

动力学方程

rpE

Aek0exRT

f(yVAc) 式中 rA——组分A的生成速率，mol/(kgh)； e——催化剂有效因子； k0——反应指前因子； E——反应活化能，J/mol； R——摩尔气体常数，J/(molK)； f(yVAc)——VAc摩尔分数的函数。 3、

浓度分布方程

dwAdlAr

G

rAb （4.3） 式中 wA——组分A的质量分数； l——床层高度，m； Ar——反应床层截面积，m2；

G——原料混合物的质量流量，kg/h； b——反应床层的堆积密度，kg/m3

。

4.2）

（
4、

温度分布方程

ddT

GCpArrAb(Hr)q

ldl

式中 Cp——反应物料的平均质量定压热容，J/(kgK)； Hr——反应热效应，J/mol。

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