高等反应工程试题(3页).doc

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1、-高等反应工程试题-第 3 页计算题1.某一级不可逆气-固催化反应,其反应速率为当时,若要求催化剂内扩散对总速率基本上不发生影响,问催化剂历经如何改变。已知De=10-3cm2/s。解：若要求催化剂内扩散对总速率基本上不发生影响，即即6mm的球形催化剂进行一级不可逆反应AP+R。气相主体中A的摩尔分率为yA=0.5，操作压力p=0.10133MPa，反应温度T=500-1，床层空隙率为0.5，组分A在颗粒内有效扩散系数为2/s，外扩散传质系数为40m/h，试计算：1）催化剂内部效率因子为多少？内扩散影响是否严重？2）催化剂外表面浓度为多少？外扩散影响是否严重？3）计算表观反应速率。解：1）显然

2、内扩散影响严重。2）表观反应速率为显然，外扩散影响不严重。3）外扩散影响是否严重3.在一列管式固定床反应器中进行邻二甲苯氧化制苯酐。已知该反应器所用列管内径为25mm，反应器进料氧和邻二甲苯的摩尔分数分别为21%和1%，反应器平均压力为0.11MPa，熔盐温度为375。邻二甲苯氧化为苯酐的反应速率方程为反应热（-H）=1283kJ/mol，床层堆密度b=1300kg/m3，径向有效导热系数er=2.8kJ/(m.h.K)。请校核该反应器是否满足热稳定性条件，若不满足可采取什么措施？为满足转化率大于95%的要求，熔盐温度不能降低。4在填料塔中，CO2于高压下被NaOH溶液所吸收，其过程为CO2+

3、2NaOHNa2CO3+H2O,(-rA)=kcAcB计算塔内pA=105Pa，cBl=500mol/m3处的吸收速率。相关数据如下：填空题5反应器的Peh可能对反应器的多重定态产生影响，Peh较小时会产生多态，而实际反应器的Peh都较大。因此，薄床层的固定床反应器可能因 （返混） 产生多态，大多数管式反应器和固定床反应器的 （返混） 都不致引起不稳定。6.Hatta数可作为气液相反应中反应快慢程度的判据： (1)Ha3，属于反应在液膜内进行的 （飞速） 反应或 （快速） 反应； ，属于反应主要在液相主体中进行的慢反应；(3) （0.02） Ha （3 ，则为液膜和液相主体中的反应都不能忽略的中速反应。7. 修正Thiele模数和内部效率因子i的关系可分为三个区域。当 时，i接近1，即在这一区域内颗粒内部传质对反应速率的影响可忽略，表观动力学方程和本征动力学方程相近，所以表观反应级数和本征反应级数接近，表观活化能和本征活化能亦接近。当 3 时，内扩散对反应速率有严重影响。