膜反应器的理论分析

摘要

以化学反应工程的观点,对一级可逆反应的膜反应器进行了理论分析。建立了反应速率和分离速率偶合的联立动力学方程求解方法,得出关于膜反应器的几个基本结论。1.膜反应器能促进反应效果必须具备下列条件:(1)膜的选择性 S_m 要远大于反应平衡常数 K_o 的倒数S_,》K_c^(-1)(2)正反应的速率常数 k 比反应物 R 的分离速率常数 k_R 要大一些。2.膜反应器的理想最大转化率 X_mX_m=1/[1+(S_mK_c)^(-1)]3.当无因次参数 m 为7.9时,膜反应器的相对转化率η为99%,且应该在 m≥7.9附近进行操作。4.膜反应器的各种参数与促进反应效果的最适宜的操作条件有关。通过分析,确定了膜反应器的总转化率有某一个理想的最大值,可得到理想的最大转化率、膜的选择性和平衡常数之间的关系。在设计条件和操作条件下,这种关系对于所研究的膜反应器是有效的。