【正文】 定床反應器。1） 催化劑在床層內不易磨損； 2） 床層內流體的流動接近于平推流，與返混式反應器相比，用較少的催化劑和較小的反應器容積來獲得較大的生產能力； 3） 固定床中的傳熱較差； 4） 催化劑的更換必須停產進行。？ 答：用兩個最重要的特征值來描述——平均停留時間和方差。1） 1） 定義式為：，平均停留時間是E（t）曲線的分布中心，是E（t）曲線對于坐標原點的一次矩，又稱E（t）的數學期望。2） 2） 是表示停留時間分布的分散程度的量，在數學上它是指對于平均停留時間的二次矩。？ 答：通過物理示蹤法來測反應器物料的停留時間的分布曲線。所謂物理示蹤是指采用一種易檢測的無化學反應活性的物質按一定的輸入方式加入穩(wěn)定的流動系統，通過觀測該示蹤物質在系統出口的濃度隨時間的變化來確定系統物料的停留時間分布。根據示蹤劑輸入方式的不同大致分為四種：脈沖法、階躍法、周期示蹤法和隨機輸入法。？答：脈沖示蹤法是在定常態(tài)操作的連續(xù)流動系統的入口處在t=0的瞬間輸入一定量M克的示蹤劑A，并同時在出口處記錄出口物料中示蹤劑的濃度隨時間的變化。對應的曲線為E(t)曲線。？ 答：階躍示蹤法是對于定常態(tài)的連續(xù)流動系統，在某瞬間t=0將流入系統的流體切換為含有示蹤劑A且濃度為的流體，同時保持系統內流動模式不變，并在切換的同時，在出口處測出出口流體中示蹤劑A的濃度隨時間的變化。對應的曲線為F（t）。？ 答：1）通過冷態(tài)模型實驗測定實驗裝置的停留時間分布； 2） 根據所得的有關E（t）或F（t）的結果通過合理的簡化提出可能的流動模型，并根據停留時間分布的實驗數據來確定所提出的模型中所引入的模型參數； 3） 結合反應動力學數據通過模擬計算來預測反應結果； 4） 通過一定規(guī)模的熱模實驗來驗證模型的準確性。？ 答：1）在管內徑向截面上流體具有均一的流速； 2）在流動方向上流體存在擴散過程，該過程類似于分子擴散，符合Fick定律； 3）軸向混合系數EZ在管內為定值； 4）徑向不存在擴散； 5）管內不存在死區(qū)或短路流。 ？ 答：為了模擬返混所導致流體偏離平推流效果，可借助這種返混與擴散過程的相似性，在平推流的基礎上疊加上軸向返混擴散相來加以修正，并人為的假定該軸向返混過程可以用費克（Fick）定律加以定量描述。所以，該模型稱為“軸向分散模型”（或軸向擴散模型）？ 答：把實際的工業(yè)反應器模擬成由n個容積相等串聯的全混流區(qū)所組成，來等效的描述返混和停留時間分布對反應過程內的影響。設反應器容積為V，物料流入速率為v0，則。？ 答；若流體是分子尺度作為獨立運動單元來進行混合，這種流體稱為微觀流體；若流體是以若干分子所組成的流體微團作為單獨的運動單元來進行微團之間的混合，且在混合時微團之間并不發(fā)生物質的交換，微團內部具有均勻的組成和相同的停留時間，這種流體稱為宏觀流體。如在氣—液鼓泡攪拌裝置中，氣體以氣泡方式通過裝置，此時氣體是宏觀流體，而液體為微觀流體。56簡述Langmuir等溫吸附方程的基本特點？ 答：1）均勻表面（或理想表面）：即催化劑表面各處的吸附能力是均一的，吸附熱與表面已被吸附的程度如何無關； 2） 單分子層吸附；3）被吸附的分子間互不影響，也不影響別的分子； 4）吸附的機理均相同，吸附形成的絡合物均相同。？ 答：測定比表面積的方法是建立在BET方程基礎之上，利用低溫下測定氣體在固體上的吸附量和平衡分壓值，將對作圖，應為一直線，斜率為，截距為，因此可求出及，則可利用比表面積公式進行求得。 ？ 答：多孔物質催化劑的粒內擴散較為復雜。當微孔孔徑較大時，分子擴散阻力是由于分子間的碰撞所致，這種擴散為分子擴散。，分子與孔壁的碰撞機會超過了分子間的相互碰撞，而成為擴散阻力的主要因素，這種擴散為努森擴散。？ 答：非催化氣固反應縮核模型是反應從粒子外表面逐漸向內核部分推進，但粒子體積不變，如硫化礦的焙燒，氧化鐵的還原等。？ 答：非催化氣固反應縮粒模型是固體粒子的粒徑隨反應的進行向不斷縮小，如煤炭的燃燒造氣，從焦碳與硫磺蒸汽制造二硫化碳?！悍磻暮暧^過程：A（g） + bB（l）→ 產物（l）？ 答：1）反應物氣相組分從氣相主體傳遞到氣液相界面，在界面上假定達到氣液相平衡； 2）反應物氣相組分A從氣液相界面擴散入液相，并在液相內反應； 3）液相內的反應產物向濃度下降方向擴散，氣相產物則向界面擴散； 4）氣相產物向氣相主體擴散。 ？ 答：凡是流體通過不動的固體物料所形成的床層而進行反應的裝置都稱作固定床反應器。擬均相模型忽略了床層中粒子與流體間溫度與濃度的差別。？ 答：凡是流體通過不動的固體物料所形成的床層而進行反應的裝置都稱作固定床反應器。非均相模型考慮了粒子與流體間溫度與濃度的差別。？ 答：凡是流體通過不動的固體物料所形成的床層而進行反應的裝置都稱作固定床反應器。擬均相一維模型是忽略床層中粒子與流體的溫度與濃度差別，考慮在流體流動的方向（軸向）上有溫度和濃度的變化，而在與流向垂直的截面上（徑向）則是等溫和等濃度的。—固相催化反應固定床反應器擬均相二維模型的特點？ 答：凡是流體通過不動的固體物料所形成的床層而進行反應的裝置為固定床反應器，擬均相二維模型是忽略床層中粒子與流體間溫度與濃度的差別（，同時考慮流體在軸向和徑向上的溫度梯度和濃度梯度。？ 答：固定床中粒徑的表示方法常用的有三種。顆粒的體積相當直徑定義為具有相同體積的球粒子直徑，表達式=；顆粒的面積相當直徑是以外表面相同的球形粒子的直徑，表達式=；顆粒的比表面相當直徑是以相同的比表面的球形粒子直徑來表示，表達式=。53簡述聚式流化床的形成？ 答：對于氣—固系統的流化床反應器的粗顆粒系統，氣速超過起始流化速度后，就出現氣泡，氣速愈高，氣泡的聚并及造成的擾動亦愈劇烈，使床層波動頻繁，這種流化床稱為聚式流化床。？ 答：對于氣—固系統的流化床反應器，只有細顆粒床，才有明顯的膨脹，待氣速達到起始鼓泡速度后才出現氣泡；而對粗顆粒系統，則一旦氣速超過起始流化速度后，就出現氣泡，這些通稱為鼓泡床。？ 答：特征流速為起始流化速度和帶出速度。1）當流速達到某一限值，床層剛剛能被托動時，床內粒子就開始流化起來了，這時的流體空線速稱為起始流化速度。2）當氣速增大到某一定值時，流體對粒子的曳力與粒子的重力相等，則粒子會被氣流帶出，這一速度稱為帶出速度或終端速度。？ 答：對于氣—固系統，床徑很小，而床高與床徑比較大時，氣泡在上升過程中可能聚并增大甚至達到占據整個床層截面的地步，將固體粒子一節(jié)節(jié)的往上柱塞式的推動，直到某一位置而崩落為止，這種情況為節(jié)涌，此時的流化床為節(jié)涌床。？ 答：實用的操作氣速U0是根據具體情況選取的。一般之值（稱作流化數）～10范圍的，另外也有按左右來選取?！瑢τ跓嵝淮?，反應速度慢，催化劑粒度細，篩分寬，床內無內部構件和要求催化劑的帶出量少的情況，宜選用較低氣速，反之，則用較高氣速。？ 答；氣泡的頂是呈球形的，尾部略為內凹，在尾部區(qū)域，由于壓力比近傍稍低，顆粒被卷了進來，形成局部渦流，這一區(qū)域稱為尾渦。在氣泡的上升的途中，不斷有一部分顆粒離開這一區(qū)域，另一部分顆粒補充進來，這樣就把床層下部的顆粒夾帶上去而促進了全床顆粒的循環(huán)與混合。部分氣體可穿過氣泡進行物質交換，在泡外形成一環(huán)流，稱為氣泡云。尾渦與氣泡云隨氣泡上升，其中所含粒子濃度與乳相中幾乎相同，二者渾然一體，形成氣泡暈。？ 答：主要是通過以下三個方面來考慮：1）催化劑的性能。催化劑必須具有良好的活性、選擇性和穩(wěn)定性；催化劑的粒度和粒度分布能維持良好的流化質量。 2）操作條件要注意放大效應的影響 3）床層結構上通過分布板和內部構件兩方面來考慮，增加氣液的接觸面積和有效的傳熱，維持一定的壓降。？ 答：該模型設想在氣—液兩相流的相界面處存在著呈滯流狀態(tài)的氣膜和液膜，而把氣液兩相阻力集中在這兩個流體膜內，而假定氣相主體和液相主體內組成均一，不存在傳質阻力。組分是通過在氣膜和液膜內的穩(wěn)定的分子擴散過程來進行傳質的，通過氣膜傳遞到相界面的溶質組分瞬間的溶于液體且達到平衡。因此，把復雜的相間傳質過程模擬成串聯的穩(wěn)定的雙膜分子擴散過程的疊加，相間傳質總阻力等于傳質阻力的加和?！合喾磻鞯脑O計所包含的內容？ 答：首先是根據氣—液反應系統的動力學特征來選擇正確的反應器型式，然后結合反應器特性來確定能滿足給定生產任務的反應器幾何尺寸?！合喾磻餍褪降倪x擇應考慮的因素？ 答：1）氣、液的接觸方式，即氣體和液體在器內的流動模式； 2）相間傳質系數； 3）氣、液流動速率； 4）氣—液反應控制區(qū)的考慮。—液—固反應的過程？ 答：1）氣相中的反應組分（如氫氣）通過氣膜向氣液界面的擴散傳質； 2）氫在氣液界面上溶解，假定達到平衡，然后通過液膜向液相主體內進行擴散； 3）氫在液相主體內具有均一的濃度，它將進一步通過固體表面上的液膜從液相主體向固體粒子表面擴散； 4）氣相反應組分和液相反應組分在固體表面上發(fā)生反應； 5）整個反應過程就是按上述步驟依次的進行。一、填空（40分）（1）氣相反應A＋3B→2C，則δA= δΒ= 。（2）反應速率常數有時可以表為,前提是 。（3）空間速度是指 ___________ ，空間時間是指 　　　　　　　　　　　　　　　__________。（4） 　　反應具有最佳溫度曲線，最佳溫度曲線是指 __________ 。（5）多孔性球形顆粒10克，半徑1cm，／cm3的材料制成。則其孔容積Vg = 　,孔隙率θ = 假密度ρ = 。（6）已知某非理想流動反應器其停留時間分布的方差，如果采用擴散模型，則Pe=_______,如果采用多級全混流模型，則m=_______（7）催化劑微孔內的氣體擴散有＿＿＿＿擴散，＿＿＿＿擴散、＿＿＿＿擴散、及＿＿＿＿擴散等多種