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常常造作高壓反應(yīng)釜的你,不知可遇到過這樣的情況——返混!返混又稱逆向混合。廣義地說,泛指不同時間進(jìn)入系統(tǒng)的物料之間的混合,包括物料逆流動方向的流動,例如:環(huán)流和由湍流和分子擴(kuò)散所造成的軸向混合,及由不均勻的速度分布所造成的短路、停滯區(qū)或“死區(qū)”、溝流等使物料在系統(tǒng)中的停留時間有差異的所有因素。
是一種混合現(xiàn)象。狹義地理解,它指連續(xù)過程中與主流方向相反的運(yùn)動所造成的物料混合。這種混合的存在,影響了沿主流方向上的濃度分布和溫度分布,使?jié)舛融呄蛴诔隹跐舛?。對于傳質(zhì)過程,這樣的濃度變化使?jié)舛韧苿恿p小,從而減小了傳遞速度。對于反應(yīng)過程,這樣的濃度變化使反應(yīng)物濃度降低,產(chǎn)物濃度增加,從而使主反應(yīng)速度降低和串連副反應(yīng)速度增加,反應(yīng)選擇性下降。在描述返混的模型中有兩個極限的模型,即全混流模型和活塞流模型。實際返混情況與活塞流偏差不大時常采用擴(kuò)散模型,與全混流有偏差時常用多級全混流模型。
返混的結(jié)果是物料呈一定的停留時間分布。狹義地說,返混專指物料逆流動方向的流動和混合。返混影響系統(tǒng)中的溫度分布和濃度分布,也影響反應(yīng)過程和其他過程的結(jié)果。在化學(xué)反應(yīng)工程的初創(chuàng)時期,曾把返混作為一種重要的反應(yīng)器傳遞過程而進(jìn)行廣泛研究。其后,返混的概念亦被用于傳熱過程和精餾、吸收、萃取等傳質(zhì)分離過程的分析和研究。
在化工放大過程中,應(yīng)充分考慮返混程度可能引起的變化。但是,返混并不總是有害因素,例如產(chǎn)物具有催化作用時,平行副反應(yīng)級數(shù)高于主反應(yīng)時,返混在一定程度上是有利的。返混使物料在設(shè)備內(nèi)的停留時間的不均勻,造成停留時間的分布。不均勻流動同樣會造成停留時間的分布。因此,有些研究者認(rèn)為,廣義地理解,這種不均勻的流動同樣可視為返混。