单选题
各种类型反应器采用的传热装置中,描述错误的是()
A
间歇操作反应釜的传热装置主要是夹套和蛇管,大型反应釜传热要求较高时,可在釜内安装列管式换热器
B
对外换热式固定床反应器的传热装置主要是列管式结构
C
鼓泡塔反应器中进行的放热反应,必需设置如夹套、蛇管、列管式冷却器等塔内换热装置或设置塔外换热器进行换热
D
同样反应所需的换热装置,传热温差相同时,流化床所需换热装置的换热面积一定小于固定床换热器
答案解析
正确答案:C
解析:
这道题考查的是不同类型化学反应器的传热特点及换热装置的选择。我们需要逐一分析各个选项的描述是否符合化工原理和实际工程应用。
**选项 A 分析:**
间歇操作反应釜(Batch Reactor)通常通过夹套或内部蛇管进行加热或冷却。对于小型或中型反应釜,夹套和蛇管是标准的配置。当反应釜大型化且反应热效应较大、传热要求较高时,仅靠夹套可能无法满足传热需求,此时在釜内安装列管式换热器(作为内构件)是一种常见且有效的强化传热手段。因此,该描述是**正确**的。
**选项 B 分析:
**对外换热式固定床反应器(Fixed Bed Reactor)中,为了控制反应温度,常采用多管式结构,即类似列管式换热器的结构。反应物料在管内流动,管间流通载热体(如熔盐、导热油等)进行换热;或者反之。这种列管式结构提供了巨大的比表面积,有利于强放热或吸热反应的温度控制。因此,该描述是**正确**的。
**选项 C 分析:**
鼓泡塔反应器(Bubble Column Reactor)中,气液两相剧烈混合,传热系数通常较高。对于放热反应,确实需要移除热量。然而,描述中提到“**必需**设置如夹套、蛇管、列管式冷却器等塔内换热装置或设置塔外换热器”,这一说法过于绝对。
在实际工程中,移除反应热的方式多种多样:
1. 如果反应热不大,可以通过塔壁自然散热或简单的夹套解决。
2. 如果反应热较大,除了设置内件或外循环换热器外,还可以利用**反应物料的蒸发潜热**进行撤热(即绝热蒸发操作),此时并不需要专门的冷却器换热装置,而是通过冷凝回流来控制温度。
3. 有些情况下,可以通过调节进料温度或利用产物带走热量。
因此,“必需设置...换热装置”排除了利用相变潜热等其他撤热方式的可能性,表述不准确。在单选题中,相较于其他选项,这是最明显的错误点。
**选项 D 分析:**
流化床反应器(Fluidized Bed Reactor)由于固体颗粒的剧烈运动,使得床层内部温度非常均匀,且颗粒与换热表面之间的传热系数极高(远高于固定床)。在相同的传热温差和热负荷下,根据传热方程 $Q = K \cdot A \cdot \Delta T$,由于流化床的总传热系数 $K$ 远大于固定床,因此所需的换热面积 $A$ 确实会显著小于固定床。虽然“一定”这个词在科学表述中需谨慎,但在对比这两种反应器的典型传热特性时,流化床传热效率高、所需换热面积小是其核心优势之一,该描述在工程常识上是**合理**的。
**综上所述:**
选项 C 中的“必需”一词过于绝对,忽略了利用蒸发撤热等其他可行的温控手段,因此描述错误。
**正确答案:C**
相关知识点:
鼓泡塔反应器放热不一定设塔内换热
题目纠错
化工总控工理论题库
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