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1定義

又稱逆向混合。廣義地說,泛指不同時間進入系統的物料之間的混合,包括物料逆流動方向的流動,例如:環流和由湍流和分子擴散所造成的軸向混合,及由不均勻的速度分佈所造成的短路、停滯區或「死區」、溝流等使物料在系統中的停留時間有差異的所有因素。
返混的結果是物料呈一定的停留時間分佈。狹義地說,返混專指物料逆流動方向的流動和混合。返混影響系統中的溫度分佈和濃度分佈,也影響反應過程和其他過程的結果。在化學反應工程的初創時期,曾把返混作為一種重要的反應器傳遞過程而進行廣泛研究。其後,返混的概念亦被用於傳熱過程和精餾、吸收、萃取等傳質分離過程的分析和研究。

2性質

是一種混合現象。狹義地理解,它指連續過程中與主流方向相反的運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佈和溫度分佈,使濃度趨向於出口濃度。對於傳質過程,這樣的濃度變化使濃度推動力減小,從而減小了傳遞速度。對於反應過程,這樣的濃度變化使反應物濃度降低,產物濃度增加,從而使主反應速度降低和串連副反應速度增加,反應選擇性下降。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採用擴散模型,與全混流有偏差時常用多級全混流模型。在化工放大過程中,應充分考慮返混程度可能引起的變化。但是,返混並不總是有害因素,例如產物具有催化作用時,平行副反應級數高於主反應時,返混在一定程度上是有利的。返混使物料在設備內的停留時間的不均勻,造成停留時間的分佈。不均勻流動同樣會造成停留時間的分佈。因此,有些研究者認為,廣義地理解,這種不均勻的流動同樣可視為返混。

3特徵

返混是流動系統的內在流動特徵,一般不易直接測定。返混的研究通常是先簡化,然後假設流動模式(流動宏觀形態的簡化物理模式),以流動模型表示返混與物料停留時間分佈的定量關係,並根據物料的停留時間分佈來檢驗模型和估計模型參數。但是,返混與停留時間分佈之間並不存在一一對應的關係。一定的返混流動模式會表現出確定的停留時間分佈,但同樣的停留時間分佈卻可能由不同的返混流動模式造成。所以從停留時間分佈不能確切推測流動模式。
反應器中的流動,通常很複雜,常可簡化為若干種基本的流動模式。其中理想流動模式有二:一是返混量為零的流動,即平推流(或活塞流,或理想排擠);另一是返混量為無窮大的流動,即全混流(或理想混合)。非理想流動模式的返混量介於零與無窮大之間。
返混使系統中的溫度分佈或濃度分佈趨於平坦。因此,凡是要求較大溫度差或濃度差的場合,返混是不利因素。對各種反應來說,返混的利弊各不相同:①在正級數反應中,返混會降低反應器中反應物的濃度,必然會降低表觀的反應速率。例如對於一級反應,在要求出口轉化率為90%時,平推流反應器中的表觀速率約為全混流反應器的2.3倍。②在有串聯副反應的反應中,返混降低反應物的濃度、同時提高產物濃度,必然降低表觀的選擇率。③在有平行副反應的反應中,如果主反應級數高於副反應的級數,則返混使表觀選擇率下降。④對負級數反應、自催化反應以及其他需要均勻溫度或濃度的反應(如可以利用反應放熱來加熱反應原料的反應),返混是有利因素。
凡是有降液管的塔板上,液體物料橫過塔板與上升氣體呈T字形錯流狀態。物料中易揮發組分的濃度將沿著流動的方向逐漸下降。但如果因液體流動情況、流道長度、以及停留時間、塔板的水平度和水力梯度等原因,會使上升的氣體在工作面上使液體形成渦流狀態,即濃度高低不一的液體攪混在一起,從而破壞了已經形成的液體沿正常流動方向的濃度變化,這種現象就是返混現象,在塔內時有發生,導致分離效果降低。
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