混合過程一般分為兩部分:宏觀棍合(獲得單位體積停留時間的數(shù)據(jù))和微觀棍合(描述在單位體積之間的交換》。顧名思義,.兩者的不同在于混合的規(guī)模。徽觀混合包括了所有不能用停留時間分布.(RTD)_來衰達(dá)的拐合過程可反應(yīng)釜中,每個流體分子具有一定的壽命和平均壽命。反應(yīng)過程中,相同壽命的分子群,轉(zhuǎn)變成有相同的平均壽命。實(shí)際上,這種分子群的轉(zhuǎn)變就是徽觀棍合。微觀棍合的程度,’取決于新引入反應(yīng)釜的分子與原有分子之聞所容許的混合時間。傲觀混合的兩種限情況,通常稱為“完全分離”和“混合度”。前者指混合過程盡可能推遲發(fā)生,后者則反之。
描述多相化學(xué)反應(yīng)釜特性的特征模型,各個流體相的RTD是為重要的,RTD曲線能定量地估算每個流體相的棍合特性和握合程度,以及反應(yīng)釜中每個流體相的動態(tài)滯留童。反應(yīng)釜沒有外來傳質(zhì)或傳熱影晌時,其特性仍取決于本征友應(yīng)動力學(xué)的性質(zhì)和RTD曲線的性質(zhì).
流動反應(yīng)釜中,宏觀混合的兩種端情況為“活塞流竺和‘完全棍合”。前者只存在徑向混合,而無軸向棍合,反應(yīng)釜丙流體各組分的流速和停留時間都相等。在高徑比很大的填充床反應(yīng)釜中,流動形式近似為“活塞流”一在帶強(qiáng)烈攪拌的摘形反應(yīng)釜中為井棄全棍合”,它的RTD為指數(shù)形式,流出物組成和反應(yīng)釜內(nèi)流體的組成相同。
大多數(shù)實(shí)際反應(yīng)釜的宏那挽合特性,偏離這兩種端情況。這可能是由于分子擴(kuò)散或摘流擴(kuò)散引起短度波動,反應(yīng)釜形狀和反應(yīng)釜內(nèi)存在流體滯流區(qū),產(chǎn)生流體短路、,旁路和溝流;兩個混合流體相間相對速度差,產(chǎn)生流體回流,‘或因反應(yīng)釜中的攏拌產(chǎn)生流體循環(huán)等因素,引起速度分布不均勻。
軸向宏觀棍合和徑向宏觀握合不完全時,軸向宏觀混合用軸向棍合來表征。返棍是指徑向棍合(與流動方向相垂直的方向)完全時,軸向的棍合情況。當(dāng)有徑向棍合存!Fs而且只有部分流體回流時,如溝流,將產(chǎn)生軸向混合,但無返混。‘有些徑向混合的溝流和圈流能用軸向棍合來表征,但不能用返棍來表征。
在建立一個反應(yīng)釜的流動模型時,我們必須知道通過反應(yīng)釜的流動模式。通過測定流出物成分的分布狀態(tài)或反應(yīng)釜中的RTD,這一點(diǎn)可很容易做到。