Động Học và Thiết Bị Phản Ứng

Phản ứng bậc một, không thuận nghịch ; Độ chuyển hóa đạt 80% ; Thiết bị phản ứng đẳng nhiệt vận hành ở 1100oC và 6 at ; Ở 1000K, hằng số vận tốc k = 0,072 s1 và năng lượng hoạt hoá của phản ứng là 82 kcalgmol. II.1.b Thiết bị phản ứng dạng khuấy trộn lý tưởng • Có 3 cách vận hành : liên tục (ổn định) , gián đoạn và bán liên tục. a Liên tục b Gián đoạn c Bán liên tục • Được đặc trưng bằng quá trình khuấy trộn là hoàn toàn, do đó hỗn hợp phản ứng đồng nhất về nhiệt độ và thành phần trong tất cả các phần của thiết bị và giống dòng ra của sản phẩm. Điều này có ý nghĩa là phân tố thể tích ∆V trong các phương trình cân bằng có thể được lấy là thể tích V của toàn thiết bị. • Người ta giả thiết rằng ở đầu vào của thiết bị phản ứng, nồng độ của tác chất giảm một cách đột ngột và đúng bằng nồng độ của mọi điểm trong toàn thể tích của thiết bị và nồng độ của dòng sản phẩm ra. Ta có thể biểu diễn sự thay đổi nồng độ của tác chất từ đầu vào đến đầu ra của thiết bị là một đường gấp khúc như sau : Nồng độ của tác chất Đầu vào Đầu ra Thể tích thiết bị CAo CAfì Kỹ thuật Thiết bị phản ứng ThS. Lê thị Như Ý 27 II.1.b.1 Thiết bị phản ứng khuấy trộn hoạt động ổn định

Tel: (04)/38692943; 0912540041 Email: thevinh@mail.hut.edu.vn Website: www.sonchiunhiet.vn

Néi dung m«n häc

(Lý thuyÕt 3 tuÇn)

(Lý thuyÕt 3 tuÇn, bµi tËp 2 tuÇn)

Bµi tËp lín 1 tuÇn

Thi häc kú

PhÇn I: Nh÷ng kh¸i niÖm c¬ b¶n

Tiªu chuÈn ph©n lo¹i C¸c lo¹i ph¶n øng hãa häc

Theo c¬ chÕ

- Ph¶n øng mét chiÒu

- Ph¶n øng hai chiÒu (thuËn nghÞch)

- Ph¶n øng song song, nèi tiÕp

Mét sè kiÓu c¬ b¶n vµ nguyªn t¾c lµm viÖc cña thiÕt bÞ ph¶n øng

4- ThiÕt bÞ ph¶n øng kiÓu dßng ch¶y lý tëng

(Plug flow reactor - PFR)

5- ThiÕt bÞ ph¶n øng kiÓu tÇng xóc t¸c (Packed bed reactor - PBR)

1- ThiÕt bÞ ph¶n øng lµm viÖc gi¸n ®o¹n (Batch reactor)

2- ThiÕt bÞ ph¶n øng lµm viÖc b¸n liªn tôc (Semibatch reactor)

3- ThiÕt bÞ ph¶n øng lµm viÖc liªn tôc

(Continuously stirred tank reactor - CSTR)

M« h×nh thiÕt bÞ ph¶n øng

a) ThiÕt bÞ ph¶n øng lµm viÖc gi¸n ®o¹n (Batch reactor)

b) ThiÕt bÞ ph¶n øng lµm viÖc b¸n liªn tôc (Semibatch reactor)

c) ThiÕt bÞ ph¶n øng lµm viÖc liªn tôc (Continuously stirred tank reactor - CSTR) d) ThiÕt bÞ ph¶n øng kiÓu dßng ch¶y lý tëng (Plug flow reactor - PFR)

e) ThiÕt bÞ ph¶n øng kiÓu tÇng xóc t¸c (Packed bed reactor - PBR)

Nguyªn liÖu vµo

S¶n phÈm ra

T§N Lớp xúc tác

Hệ số tỷ lợng 

Trờng hợp phản ứng pha khí có V không đổi:

M M

L L B

B A





Xét phản ứng: AA + BB = LL + MM

tỷ lợng của các chất tham gia phản ứng đợc quy ớc có giá trị âm

lợng phân tử của cấu tử i

Ta có

HiÖu suÊt chuyÓn hãa U

2 §èi víi thiÕt bÞ lµm viÖc liªn tôc:

0 ,

0 , 0

, 0 ,

0 , 0 , 0

,

0 ,

k

k k

R k

R k R

k

k

k k

k

m

m m

V c

V c V

c n

n n

0 , 0

0 ,

0 0 , 0

,

0 ,

k

k k

k

k k

k

k k

k

m

m m

V c

V c V c n

n n

1 §èi víi thiÕt bÞ lµm viÖc gi¸n ®o¹n:

Hiệu suất chuyển hóa của cấu tử i

Tơng tự đối với tổng tất cả các cấu tử:

k k k

i i

v n

n ,0  ,0





k k k i i i

i i

Hiệu suất chuyển hoá đối với các chất đợc xác định thế nào?

Trong tính toán ngời ta chọn ra một cấu tử chìa khoá k làm cấu tử chính, hiệu suất chuyển hoá các cấu tử khác theo phơng trình phản ứng sẽ đợc tính trên cơ sở cấu tử k này:

k k

là số mol tạo thành hoặc tiêu hao của cấu tử i

Khi biết đợc số mol tạo thành hoặc tiêu hao của cấu tử i theo cấu tử chìa khóa k ta có thể tính đợc

Ui theo Uk

P k k

k P P

v n n

v

n S

)( ,0 



P k

A P

A A P P P

v n

v n n

n A

0 , 0

A P

A A P P P

v n

v n n

n A

0 , 0

Xét phản ứng AA + BB PP

Với thiết bị gián đoạn

Với thiết bị liên tục

Nếu trong hệ chỉ có một phản ứng duy nhất thì

Độ chọn lọc của sản phẩm, ký hiệu SP

P k k

k P P

v n n

v

n S

)( ,0 







Với thiết bị gián đoạn

Với thiết bị liên tục

k P

P S U

Từ biểu thức tính độ chọn lọc của sản phẩm SP ta có:

Năng suất tạo sản phẩm L: Là lượng sản phẩm tạo thành

trong đơn vị thời gian theo số mol hay khối lượng:

a P

n

0 ,

0 , 0

0 ,

0 0 , 0

,

0 ,

k

k k

k

k k

k

k k

k

m

m m

V c

V c V c n

n n

P P

v

v n n

S

n  (  ,0   )

k

P P k k

P P k k a

P

v

v A

n v

v S U n

n ,   ,0   ,0

k k k

i i

i i

i i

U n n

U n n

n

n x

0 , 0

,

0 , 0

k k k

i i

i

U x

U x x

x

0 ,

0 , 0

i i

k

x x

x x

U

) (

0 ,

0 ,

n,

U U

A

V

V V



2

14

42

Nếu gọi V0 là thể tích ban đầu của hệ, A là hệ số thay đổi thể

V = V0 +  V = V0(1+ AUA)

Ta có:

Với:

N2 + 3H2 = 2NH3

Quan hÖ gi÷a U vµ 

A A

A A

A A

A A

A A

U

U C

U V

U n

V

n C

1 (

) 1

(

0 , 0

0 ,

A A

1

0 ,

0 ,

0 ,

/ 1

/ 1

A A A

A A A

C C

C C U

Tốc độ phản ứng hóa học

Nh vậy:

bằng biến thiên về lợng của cấu tử đó trong một đơn

vị thời gian trên một đơn vị thể tích (hoặc diện tích

kmoli dt

dn V

r i i

1

3   m h 

kmoli dt

dn S

r i i

kmoli dt

dn W

1

Xét phản ứng: vAA + vBB = vLL + vMM

Trờng hợp phản ứng tiến hành gián đoạn:

Khi ph¶n øng tiÕn hµnh trong dßng liªn tôc:

Tốc độ chung của phản ứng

Từ phản ứng tổng quát và định nghĩa về tốc độ của phản ứng đối với mỗi cấu tử Ta rút ra:

M

M L

L B

B A

A i

i

v

r v

r v

r v

r v

c k

c kc

r 1 2

2 1

Phơng trình động học

t d

M d t

d

L d t

d

B d t

d

A

d r

M L

B A

] [

1 ]

[ 1

] [ 1

] [

' '

] [

] [ ] [ ] [ ]

[ ] [ ] [ ]

a, b, l, m và a’, b’, l’, m’ là bậc của phản ứng thuận và nghịch theo các cấu tử

A, B, L, M Các giá trị này thờng đợc xác định bằng thực nghiệm

Tổng đại số các bậc phản ứng theo các cấu tử tham gia phản ứng bằng bậc chung của phản ứng

* Đại lợng biểu thị nồng độ của cấu tử i có thể ở dạng Ci, pi, yi

Phơng trình động học

g M

g L g

B g

m M

l L

b B

a A c A

A A

A k C C C C

dt

dC dt

V

dn

l L

b B

a A p

A

A

p p p p

k dt

l L

b B

a A y

A

A

y y y y

k dt

v L

v

v B

v

v A

v

v U

n 0 .

A

L A A

v

v U

A

M A A

v

v U

n 0 .

A A

n 0  0

A

B A A B

v

v U n

A

L A A L

v

v U n

A

M A A M

v

v U n

Phơng trình động học

Ta có:

Với:

V V

U n

v

v U n n

V

n

B A A

B B

v

v U n n

V

n

L A A

L L

v

v U n n

V

n

M A A M

1 (

V

A: Hệ số thay đổi thể tích trong quá trình phản ứng

V V

V  0  

0

0 1

U

U U

A

V

V V



Hằng số tốc độ phản ứng

Hằng số tốc độ của phản ứng bằng tốc độ của phản ứng khi nồng độ các cấu tử tham gia phản ứng đều bằng 1 đơn vị

) (

C f

r

RT

Ee k

k  0. 

Theo Arrhenius:

(

m

T K dV

V f V

Lý thuyÕt va ch¹m

X¸c suÊt tån t¹i sè ph©n tö trong miÒn vËn tèc un  un  d u

du

e kT

m

u m

2 2

1

.2

m m

m m m

2

2

*

B A

m m

m m m



 .

*

động với vận tốc tơng đối v Sau 1 giây A đi đợc v (cm) và vạch ra trên đờng đi một không gian có thể tích (rA + rB)2.v (cm3) Nh vậy tất cả các hạt B có mặt

Nh vậy tổng số hạt B trong thể tích trên là ZB = (rA + rB)2.v.nB. Đây cũng chính

tổng số va chạm sẽ là: ZAB = (rA + rB)2.v.nB.nA

.

m

T K dV

V f

r

2 / 1

A RT

E AB

m

kT r

r e

*

(m * , rA, rB = const)

Nếu mọi va chạm hiệu quả đều dẫn đến phản ứng thì:

RT E B A B

A RT

E AB AB

m

kT r

r e

Z Z

AB k n n

E r

RT E B

A r

e Z k

e m

kT r

r k

0

2 / 1

*

2 0

8 )

r



Va chạm có hiệu quả là điều kiện cần nhng cha đủ để phản ứng xảy ra Khi va chạm với nhau, các phân tử còn phải định hớng tơng hỗ một cách thích hợp để cho sự đứt liên kết cũ và hình thành liên kết mới thuận lợi Nếu không tính đến

sự định hớng thì klt > ktn Để giá trị klt phù hợp với ktn Ngời ta nhân thêm vào kltmột hệ số P sao cho:

P đợc gọi là thừa số định hớng, thừa số không gian hoặc thừa số xác suất

Thực tế còn phải tính đến sai số do giả thiết A và B là hai hạt hình cầu rắn tuyệt đối A và B khi tiến lại gần nhau sẽ xuất hiện lực hút hoặc đẩy làm cho tiết diện va chạm khác giá trị (rA + rB)2

tn

lt k k

P 

(với 0  P  1)

RT

E RT

E

k  0   0 

Lý thuyết va chạm

So s¸nh gi¸ trÞ k theo thuyÕt Arrhenius vµ thuyÕt va ch¹m???

Theo thuyÕt Arrhenius:

Theo thuyÕt va ch¹m

RT E r

a e k

k  0. 

RT E

E T const

2

1 ln

RT E r

a e k

k  0. 

2

2

1 ln

RT

E T dT

k

d r  a

RT E

Thuyết hợp chất trung gian

* Thuyết hợp chất trung gian coi phản ứng nh một quá trình biến đổi liên tục

về cấu trúc qua các trạng thái chuyển tiếp có năng lợng khác nhau

(X…Y…Z) *

* Thuyết va chạm giải thích phản ứng xảy ra do va chạm có hiệu quả

ThuyÕt hîp chÊt trung gian

ThuyÕt hîp chÊt trung gian

NÕu gi¶ thiÕt sù ph©n hñy hîp chÊt trung gian lµ kÕt qu¶ cña sù

Theo quy luËt thèng kª th× chØ cã mét sè phÇn tö tån t¹i

kT C

r #   #.



Z XY

Z Y X

C C

C K

.

# )

k r 

ThuyÕt hîp chÊt trung gian

RT E

Z XY

Z Y

X

e Q Q

Q

K

0

#

)

E

Z XY

Z Y X

Q Q

Q h

kT k

0 0

.

.

# )

Z Y X

Q Q

Q h

k k

.

# )

a

e k

r k T e

k  2 

1 0

RT E

r k T e k

0

. 1

Mét vµi quan hÖ k r = f(T)

T

kr

Ph¶n øng th«ng th-êng

T

kr

Ph¶n øng xóc t¸c men

T

kr

Ph¶n øng «xy hãa c¸c chÊt h÷u c¬

T

kr

Ph¶n øng ch¸y, næ

T0

Ph¬ng tr×nh c©n b»ng vËt chÊt

PhÇn II: Kü thuËt ph¶n øng

i a

i i

i

r V n

n dt

dn

.

,0

Lîng chÊt

®Çu ra

Lîng chÊt t¹o thµnh hoÆc tiªu hao

1 ThiÕt bÞ khuÊy trén lµm viÖc gi¸n ®o¹n (Batch reactor)

2 ThiÕt bÞ khuÊy trén lµm viÖc liªn tôc (CSTR)

Thiết bị phản ứng làm việc trong

- Thể tích thiết bị VR

Tuỳ theo đặc trng làm việc của thiết bị và thời gian dừng, các thiết bị làm việc trong điều kiện đẳng nhiệt, lý tởng đợc chia thành ba loại:

1 Thiết bị khuấy trộn làm việc gián đoạn (Batch reactor)

2 Thiết bị khuấy trộn làm việc liên tục (CSTR)

3 Thiết bị dòng chảy lý tởng (PFR)

Đối với thiết bị khuấy trộn lý tởng thì tính chất vật lý và hoá học của hệ là

nh nhau ở mọi vị trí trong thể tích hệ phản ứng trong cùng một thời điểm, còn đối với hệ dòng chảy lý tởng thì tính chất vật lý và nồng độ các chất trong hệ thay đổi theo chiều của dòng chảy Trong tính toán về thiết bị phản ứng nói chung ngời ta quan tâm đến ba giá trị đặc trng cho các loại thiết bị đó là:

- Năng suất thiết bị

- Hiệu suất chuyển hoá

I ThiÕt bÞ khuÊy trén lµm viÖc gi¸n ®o¹n

C¬ së tÝnh to¸n dùa trªn ph¬ng tr×nh c©n b»ng chÊt:

A R

A

r

V dt

dn 

A R

A

r V

dn

dt 

0 ,

A

A A

n

dn

A R

A A r V

n dU

dt   ,0

0

, 0

A A

A

r V n

n dt

dn

.

, 0

A A

t

R

r V

dU n

t dt

0 0 ,

A A

R

v r V

dU n

t

0 0 ,

A

A r v

r 

I Thiết bị khuấy trộn làm việc gián đoạn

r

dc t

0 ,

R

r

dU c

t

0 0 ,

Nếu trong quá trình phản ứng, thể tích của hệ không đổi thì:

A

A A

R

A

r

dc r

A A

t

R

r V

dU n

t dt

0 0 ,

Trờng hợp V  const Ta giả

thiết là trong quá trình phản

ứng thể tích hệ thay đổi tuyến

tính theo hiệu suất chuyển

A A

R

U V

r

dU n

t

0 0

0 ,

) 1

A A

R

U r

dU c

t

0

0 ,

) 1

0

0 , 0

,

V n

c A  A

THIẾT BỊ KHUẤY TRỘN LÀM VIỆC GIÁN ĐOẠN

t R n

M z

m n

.

,



Trong đó: tn, tR, tt: là thời gian

nạp liệu, thời gian phản ứng

và thời gian tháo sản phẩm:

Số mẻ thực hiện trong một

Số mol của cấu tử i cho mỗi mẻ:

Trong đó: mi,B là khối lượng của cấu tử i tham gia vào phản ứng trong khoảng thời gian tB, Mi là phân tử lượng của cấu tử i

Thể tích phản ứng

i

i R

c

n

V 

t R

r

dU c

t

0

0 ,

U

A A

A A

R

U kc

dU c

t

0 , 0

0 ,

)1

(

) 1

U A    R

) 1

(

0

A A

Đối với phản ứng đẳng tích ta có:

Đối với phản ứng đẳng nhiệt, k có giá trị bằng hằng số nên giá trị nhận đợc của thời gian phản ứng là:

Một số vớ dụ:

A P

Từ định luật tác dụng khối lợng ta có:

2 2

0 ,

2

) 1

A A

A A

R

U kc

dU c

t

0

2 2

0 , 0

,

) 1

R

r

dU c

t

0

0 ,

A A

R

U kc

dU c

t

0

2 2

0 , 0

,

) 1

((k, cA,0 = const)

R

U

U kc

t

1

1

0 ,

0 ,

0 ,

A R A

kc t

kc

t U





P v B

v A

1

0 ,

0 , 



A B

B A c

c M

) 1 (

0 ,

0 ,

A A

A

B B

A A

A

U M c v

v c

U c

r  2

2 0 , 2

).

1 )(

A

B

c U U

M v

v k

R

r

dU c

t

0

0 ,

) 1

(

ln )

/ ( ) 1 (

1

0 ,

A

A A B

R

U M

U M c

v v k M

II Thiết bị khuấy trộn lý tởng làm

việc liên tục (CSTR)

0

bị sẽ đợc trộn đều và nồng độ của chúng nh nhau ở mọi vị trí của thiết bị phản ứng

 [giờ]

Mụ hỡnh thiết bị phản ứng CSTR

II ThiÕt bÞ khuÊy trén lý tëng

lµm viÖc liªn tôc (CSTR)

Nếu như trong thiết bị khuấy trộn làm việc gián đoạn, hỗn hợp trong thiết bị phản ứng lưu lại trong thiết bị một thời gian đúng

định nào đó thì ở thiết bị khuấy trộn liên tục mỗi phần tử tham gia phản ứng sẽ có một thời gian lưu lại thiết bị, nghĩa là không

có thời gian phản ứng xác định cho hỗn hợp phản ứng Nếu phản ứng được thực hiện với lưu lượng thể tích không đổi, theo nguyên lý xác suất thống kê có thể xác định thời gian lưu trung bình tb theo công thức:

II ThiÕt bÞ khuÊy trén lý tëng

lµm viÖc liªn tôc (CSTR)

Để đạt được chế độ khuấy trộn lý tưởng, trong thực tế người ta cần chú ý đến độ nhớt của hỗn hợp tham gia phản ứng, vì độ nhớt có ảnh hưởng rất lớp đến cường độ khuấy trộn, mặt khác cũng phải chú ý tới hình dạng của thiết bị, bố trí cánh khuấy và cửa nạp nguyên liệu và tháo sản phẩm để tránh được vùng chết hay hiện tượng đoản dòng (chỉ đi qua thiết bị chứ không tham gia phản ứng)

II Thiết bị CSTR

Phơng trình (*) cho phép xác định thể tích thiết bị khuấy trộn lý

t-ởng làm việc liên tục theo hiệu suất chuyển hoá!

[Dòng vật chất đi vào] – [Dòng vật chất đi ra] = [Lợng chất tạo thành hoặc tiêu hao do phản ứng]

A R A

n  ,0    

0 ,

0 ,

A

A A

A

n

n n

R

r

U n

V





0 ,

A

A A R

tb

r

U c V

R

r

U n

V





0 ,



tb: Gọi là thời gian không gian (thời gian dừng thủy động học)

Đối với các phản ứng không có sự thay đổi thể tích, nghĩa là A = 0, thì thời gian về mặt không gian đợc đặc trng bằng thời gian dừng trung bình của các chất tham gia phản ứng

II ThiÕt bÞ CSTR

Khi tính toán thiết bị khuấy trộn liên tục, để thực hiện phản ứng

đạt một lượng sản phẩm m theo yêu cầu, cần tiến hành các bước:

1 Xác định số mol cần sản xuất cho một đơn vị thời gian:

2 Xác định thời gian lưu trung bình tb:

thể tích không đổi

4 Chọn thể tích thiết bị thực VRt ≥ VR; thông thường VRt = 4VR/3

5 Lựa chọn cánh khuấy và kích thước cánh khuấy

i

i i

M

m

n 

 

Thực chất đây là thiết bị dạng ống, đặc trưng của nó là chiều dài L rất lớn so với đường kính ống D Thông thường tỷ lệ L/D > 20

III THIẾT BỊ PHẢN ỨNG DÒNG LÝ TƯỞNG (PFR)

Khi đạt được chế độ dòng lý tưởng, thiết bị có những đặc trưng sau:

+ Không xuất hiện gradient vận tốc theo phương bán kính, hay:

dc

+ Nồng độ các chất tham gia phản ứng thay đổi theo chiều dài của ống, đối với các chất tham gia phản ứng thì nồng độ giảm, đối với sản phẩm thì nồng độ tăng: + Khi phản ứng xảy ra dưới điều kiện đẳng nhiệt sẽ không có gradient nhiệt độ theo phương bán kính trục phản ứng:

dT dz

dT Trên thực tế thì đối với thiết bị dạng ống, để đạt được chế

độ đẳng nhiệt là rất khó và có thể tồn tại gradient vận tốc theo phương bán kính và khuếch tán theo trục phản ứng

+ Không có khuếch tán theo hướng trục, còn theo phương bán kính thì đạt chế độ khuấy trộn lý tưởng sao cho ứng với một đoạn dz rất nhỏ (tương ứng thể tích

tưởng được coi như một dãy thiết bị khuấy trộn lý tưởng, liên tục nối tiếp nhau

dV r

n d n

n A  ( A  A)  A

dV r n

d A   A

 

0 ,

A

A A

n

n d

III THIẾT BỊ PHẢN ỨNG DÒNG LÝ TƯỞNG (PFR)

ống phản ứng)

LÊy tÝch ph©n ph¬ng tr×nh trªn:

: Lµ thêi gian vÒ mÆt kh«ng gian (thêi gian ph¶n øng

R

r

dU n

V

0

0 ,



0 , 0 0

r

dU c

0

0 ,

A

r

dU n

dV

0 0

0 ,



0 0

.

V

L F V

Mô hình tính toán thể tích thiết bị phản ứng cho dòng chảy lý tởng

Thành phần vật chất vào

Hệ số tỷ lợng, cân bằng vật chất Hiệu suất chuyển hoá

Tổng kết thành phần các chất Phơng trình động học của phản ứng

Năng suất thiết bị

Thành phần vật chất ra

Thời gian phản ứng cần thiết 

Thể tích thiết bị phản ứng VR

Các bớc tính toán đối với thiết bị dòng chảy lý tởng (PFR)

Chú ý (1) !

Trên thực tế phơng trình cân bằng vật chất đối với thiết bị dòng chảy lý tởng và thiết bị khuấy trộn lý tởng làm việc gián đoạn là t-

liên tục

Phơng trình động học đối với phản ứng một chiều có bậc m:

m A

A A

R

kc

dU n

V

0

0 ,





U m A

A A

R

c

dU k

c V V

0

0 , 0



A A

A A

A

U

U c

(

0 ,

A

U

m A

m A

m A A A

U c

U k

c V V

) 1

( ) (

) 1

m A A m

A

U

U c

k

V V

0

) 1

(

) 1

( )

(





0 , 0 0

n  

U k

V

1

1 ln ) 1

V V





1

1 ln

1 0

(

0 , 2

0

A A

A

A A A

U

U c

R

r

dU n

V

0

0 ,



Để xác định thể tích thiết bị phản ứng ta cú thể sử dụng phương phỏp đồ thị dới dạng tích phân

ở hình (4-5) Đặt –1/rA là hàm của UA ta nhận đợc giá trị V R/nA, 0

là phần diện tích bề mặt dới đờng cong biên giới tích phân của hiệu suất chuyển hóa

Hình 4-5: Đồ thị dùng cho xác định thể tích thiết bị dòng chảy lý tởng

So sánh thiết bị PFR và CSTR

 Khi so sánh thiết bị dòng lý tởng

với thiết bị khuấy trộn lý tởng làm

việc liên tục thấy rằng trong phần

lớn trờng hợp thể tích của thiết bị

trộn lý tởng đều lớn hơn thiết bị

dòng lý tởng Hình 4- 6 cho biết

sự so sánh thể tích thiết bị phản

ứng của 2 loại này Phần diện tích

ABCD đặc trng cho thiết bị dòng

Hình 4-7 cho biết sự so sánh giữa thiết bị dòng chảy lý tởng và 3 thiết bị trộn lý tởng ghép nối tiếp

Từ đồ thị ta nhận thấy tổng thể tích thiết bị phản ứng của 3 thiết bị trộn lý tởng ghép nối tiếp lớn hơn thể tích thiết bị dòng chảy lý tởng ứng với cùng một hiệu suất chuyển hoá Mở rộng khái niệm này và dựa vào đồ thị hình 4-7

ta nhận thấy khi ghép 1 số lợng rất lớn các thiết

bị trộn lý tởng ghép nối tiếp với nhau thì tổng thể tích của các thiết bị này sẽ tiến gần đến thể tích thiết bị dòng lý tởng ứng với cùng 1 hiệu suất chuyển hoá