下列对多级串联全混流反应器描述正确的是A. 对多级全混流反应器,各级之间浓度是不同的B. 串联级数越多,过程总推动力越高C. 对多级全混流反应器,每一级浓度是均匀的D. 串联级数越多,过程越接近于平推流
A. 对多级全混流反应器,各级之间浓度是不同的
B. 串联级数越多,过程总推动力越高
C. 对多级全混流反应器,每一级浓度是均匀的
D. 串联级数越多,过程越接近于平推流
题目解答
答案
A. 对多级全混流反应器,各级之间浓度是不同的
B. 串联级数越多,过程总推动力越高
C. 对多级全混流反应器,每一级浓度是均匀的
D. 串联级数越多,过程越接近于平推流
解析
本题考查多级串联全混流反应器的相关知识。解题思路是对每个选项所涉及的多级串联全混流反应器的特性进行逐一分析判断。
选项A
在多级全混流反应器中,由于每一级反应器内物料充分混合,且各级之间存在物料的流入和流出,不同级之间的反应进行程度不同,所以各级之间的浓度是不同的。例如,第一级反应器进料浓度为$C_{0}$,经过反应后流出浓度为$C_{1}$,流入第二级反应器,第二级反应器反应后流出浓度为$C_{2}$,以此类推,$C_{0}\neq C_{1}\neq C_{2}\cdots$,所以选项A正确。
选项B
过程总推动力与反应的浓度差等因素有关。串联级数越多,各级之间的浓度差分布更合理,使得整个反应过程中平均的浓度差增大,也就是过程总推动力越高。从数学角度来看,对于一个简单的一级反应$A \rightarrow B$,反应速率$r = kC_{A}$,在多级串联全混流反应器中,随着级数$n$的增加,最终产物浓度会更接近平推流反应器的产物浓度,而平推流反应器的平均推动力相对较大,所以串联级数越多,过程总推动力越高,选项B正确。
选项C
全混流反应器的特点就是物料在反应器内瞬间混合均匀,所以对于多级全混流反应器中的每一级,其内部浓度是均匀的。这是全混流反应器的基本特性,在每一级反应器内,物料的混合程度极高,不存在浓度梯度,所以每一级浓度是均匀的,选项C正确。
选项D
平推流反应器中物料以活塞流的形式通过反应器,不存在返混现象。而多级串联全混流反应器随着串联级数的增加,返混程度逐渐减小。当串联级数趋于无穷大时,多级串联全混流反应器的性能就趋近于平推流反应器。可以通过停留时间分布等理论来证明这一点,所以串联级数越多,过程越接近于平推流,选项D正确。