平推流反應器(Plug Flow Reactor, PFR)
平推流(Plug Flow)的定義:
平推流是流動反應器的關鍵特性,指初始時刻進入反應器的任意兩個分子,將在相近時間內流出反應器。平推流反應器(PFR)模型為反應時間控制提供了有效手段,同時可優化反應物與產物的分離效果。除少數特殊應用場景外,良好的平推流狀態是保障反應器高性能的核心 —— 其意味著流體以時間有序的方式通過反應器,且無返混現象。采用平推流化學技術的反應器通常稱為平推流反應器(PFR)。
平推流化學技術具備諸多應用優勢。盡管需根據具體反應體系及應用場景選擇適配的流動反應器類型,但該技術仍存在以下普遍
適用的核心優勢:
- 1、反應時間精準可控:產物生成后即時從反應器中移出,避免過度反應;
2、反應器體積利用率高:反應物料不會在反應器內滯留,單位體積反應效率更優; 3、反應收率與產物純度優異:依托高效的傳熱傳質性能及產物即時移出機制,減少副反應發生;
4、啟停損耗低:反應器持液體積小,開機啟動與停機清理過程中的物料損耗顯著降低。
平推流反應器中平推流化學的濃度變化規律

平推流反應器示意圖
- 流經平推流反應器(PFR)的流體可建模為:一系列無限薄的連貫 “液塞” 沿反應器軸向流動,每個液塞內部組分均一,且與前后相鄰液塞的組成存在差異。
平推流化學的核心假設為:液塞在平推流反應器內流動時,徑向方向實現完全混合,而軸向方向(向前或向后)無混合現象。每個微分體積的液塞可視為獨立單元,等效于體積趨近于零的連續攪拌釜反應器(CSTR)。
平推流反應器(PFR)內反應物與產物的關系

平推流反應器(PFR)亦可與連續攪拌釜反應器(CSTR)組合使用,作為連續流動工藝的組成部分。
什么是連續攪拌釜反應器(CSTR)?
