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       放熱和移熱速率對(duì)系統(tǒng)中所具有的溫度進(jìn)行標(biāo)繪而得到的（若為自熱操作，可說成為系統(tǒng)本身持有的溫度）的曲線只有在所考慮的反應(yīng)系統(tǒng)中當(dāng)其整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)物料的溫度到處都相同或大致相同時(shí)才有意義，例如單個(gè)連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器中的情況即是。

       在管式反應(yīng)器中情況則根本不同。這是由于對(duì)放熱反應(yīng)而言，除非有有效的外部冷卻，否則，反應(yīng)器中的溫度將沿著反應(yīng)器長(zhǎng)度而不斷上升。盡管如此，在這樣的反應(yīng)器中，仍可能出現(xiàn)另一種定常狀態(tài)的現(xiàn)象。在所有型式反應(yīng)器中，其必要的條件是存在著某種歷程，即反應(yīng)過程中某一階段放出的熱量能逆向傳遞到前一階段，因此造成了在上部和下部穩(wěn)定態(tài)間轉(zhuǎn)變的可能性。

       在連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器的情況下，反饋歷程可以很自然認(rèn)為是由于混和導(dǎo)致的結(jié)果。而在管式反應(yīng)器的情況下，反饋是由于以下二種情況之一所引起：

       （1）其一是在與反應(yīng)物流動(dòng)相反的方向上發(fā)生很大程度的熱傳導(dǎo)；

       （2）另一是通過熱交換器的作用，在反應(yīng)器流出的熱流體和流進(jìn)的冷流體之間有熱量的傳遞。

       如果上述兩種歷程沒有一個(gè)是有效的，反應(yīng)就將停止，也就是反應(yīng)系統(tǒng)將倒退下降到一個(gè)很低的恒定狀態(tài)，在那里，反應(yīng)速率是可以忽略的，且系統(tǒng)的溫度僅略高于進(jìn)口冷流體的溫度。不但如此，這種熄火甚至可能發(fā)生在使用了熱交換器的場(chǎng)合，例如當(dāng)熱交換器表面逐漸積垢，以致反應(yīng)器進(jìn)口氣體的溫度下降至低于某一臨界水平。

       第一種歷程的例子可在某些類型的催化反應(yīng)和燃燒反應(yīng)中見到?，F(xiàn)考慮氨或甲醇的氧化，它是把蒸氣-空氣混合物分別地通過鉑或銀網(wǎng)層組而進(jìn)行反應(yīng)的。在這兩個(gè)例子中，即借助于催化劑本身的導(dǎo)熱性而提供反饋?zhàn)饔玫摹Ｔ谶@兩個(gè)例子中，同樣也存在兩種定常狀態(tài)：一種是需要的，也就是當(dāng)催化劑處于熾熱狀態(tài)時(shí)，反應(yīng)物幾乎全部轉(zhuǎn)化的狀態(tài)：另一種是不需要的也就是當(dāng)催化劑處于冰冷的狀態(tài)時(shí)反應(yīng)物幾乎不轉(zhuǎn)化的狀態(tài)。為了達(dá)到上部的一種定常狀態(tài)，催化劑最初必須起燃（例如使用一種吹管），而且只有在催化劑保持活化狀態(tài)時(shí)才能持在上部狀態(tài)（上面兩個(gè)例子在正常情況下都是這樣的）?？膳c胺和甲醇的氧化反應(yīng)相對(duì)比的例子是異丙醇在銅催化劑上的氧化過程，這個(gè)過程如果條件不滿足時(shí)就容易發(fā)生熄火。

       燃燒的例子則稍有不同，它是通過反應(yīng)流體本身發(fā)生逆向熱傳導(dǎo)而不是通過催化劑傳導(dǎo)的（實(shí)際上游離自山基的逆向擴(kuò)散也起一部分作用）。當(dāng)反饋?zhàn)饔貌⒉话l(fā)生到足夠的程度時(shí)，從噴嘴進(jìn)入反應(yīng)區(qū)的冷氣體無法達(dá)到著火溫度以致它吹熄了火焰。

       關(guān)于反饋的第二種歷程，如前所述是借助于進(jìn)出口流體之間的熱交換。這在工業(yè)反應(yīng)器中是得到廣泛采用的，因?yàn)樗梢允惯@樣的反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)局部或全部自熱，從而減少對(duì)其它能源來源的需求。例如在氨的合成中，就是使進(jìn)入的冷氣流通過置于催化劑床層中的許多管子，氣體在管中被加熱升高到某一溫度，使得當(dāng)氣體離開加熱管進(jìn)入催化劑床層進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)速率已高到足以符合經(jīng)濟(jì)操作的要求。

       在這種型式反應(yīng)器中的溫度分布已作圖示于圖46。在圖46中，下面的一根曲線代表氣流自下而上通過熱交換器管內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱時(shí)的溫度分布，而上面的一根曲線代表氣流自上而下通過催化劑床層時(shí)所發(fā)生的溫度變化。后者由于在反應(yīng)初期反應(yīng)所放出的熱量大于熱交換移去的熱量，所以表現(xiàn)出溫度上升；而當(dāng)達(dá)到反應(yīng)器下部時(shí)，由于反應(yīng)物逐漸耗盡，熱交換量超過反應(yīng)放出的熱量，氣體溫度逐漸下降至出口時(shí)溫度（該氣流出口溫度當(dāng)然高于冷氣體進(jìn)口溫度，當(dāng)從系統(tǒng)整體來看沒有熱量損失時(shí)，其差值僅取決于反應(yīng)的程度、反應(yīng)熱和諸比熱值）。

       從這些溫度分布的計(jì)算，可得出兩個(gè)重要的結(jié)論：（1）當(dāng)在已知的一組條件下，存在有某一傳熱系數(shù)的最小值，小于它，反應(yīng)將會(huì)停止；（2）為了維持反應(yīng)的進(jìn)行，必須逐漸增加熱交換能力，以補(bǔ)償催化劑逐漸變質(zhì)所導(dǎo)致的影響。

       在后面我們將看到諸如氨的合成等反應(yīng)中，其最優(yōu)溫度序列是沿著催化劑床層高度逐潮下降的溫度。顯然在上面已描述的逆向流動(dòng)系統(tǒng)的反應(yīng)器型式中是無法達(dá)到這一溫度序列的。在這種型式的反應(yīng)器中，可以期望的最佳狀況，是使反應(yīng)器中相應(yīng)于圖46所示的溫度最高峰的右面那一部分，進(jìn)行最優(yōu)序列的近似化。另一種方法是使反應(yīng)器的操作方式作根本的改變，諸如導(dǎo)入‘冷激氣流’，這將在后面加以討論。