
【化】 isothermal reactor
class; grade; rank; wait; when
【机】 iso-
lukewarm; review; temperature; warm; warm up
【医】 Calef.; therm-; thermo-
reactor
【医】 reactor
等温反应器(Isothermal Reactor)是化学反应工程中的核心设备,指通过精确控制温度场使反应体系在恒定温度下运行的装置。其名称由汉语"等温"(恒温)与英语"reactor"(反应容器)组合构成,体现了温度均一性与反应动力学稳定性的双重特性。
原理与热力学基础
根据热力学第一定律,等温反应器的设计需满足热量输入与输出的动态平衡,公式表达为:
$$
Q{in} + Q{gen} = Q{out} + Q{loss}
$$
其中$Q_{gen}$为反应生成热,通过换热装置(如夹套或盘管)实现热交换。该特性使反应速率仅受浓度变化影响,符合阿伦尼乌斯方程的简化应用条件。
工业应用场景
关键设计参数
技术优势对比
相较于绝热反应器,等温体系能使活化能较高的反应转化率提升15-20%(数据来源:)。在精细化学品合成中,该设备可将副反应产物减少至传统设备的1/3以下。
等温反应器是化学反应工程中的一种理想化设备,其核心特点是反应体系温度在整个反应过程中保持均匀且恒定。以下是综合多个来源的详细解释:
等温反应器要求反应物系温度处处相等,且与环境存在热量交换以维持恒温。这与绝热反应器(无热量交换)有本质区别。实际工业中,严格等温难以实现,但可通过高效换热或大热容介质(如导热油、溶盐池)近似模拟。
专利文献显示,其设计通常包括圆筒形外壳、催化床及嵌入式热交换单元,通过动态调节换热实现近似等温条件。
工业反应器多为非等温非绝热的折衷设计,仅当反应热效应极小或换热极充分时,才可近似视为等温。例如大型反应器若忽略外界换热影响,可能按绝热处理。
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