化學反應工程(郭鍇)第二版習題解答-資料下載頁
2025-05-31 06:02本頁面
【正文】 :4（摩爾比）。，出口轉(zhuǎn)化率為50%，當反應速率采用（其中V是催化劑填充體積）的定義時，550℃。若忽略外擴散的影響，并假定有效因子在床層內(nèi)為一常數(shù)，求其有效因子。解ADMNCB①②Tx5. 在T?x圖上，①為平衡曲線，②為最佳溫度曲線，AMN為等轉(zhuǎn)化率曲線，指出最大速率點和最小速率點。BCD為等溫線，指出最大速率點和最小速率點。答:在AMN線上，M為最大速率點，N為最小速率點。在BCD線上，C為最大速率點，D為最小速率點6. 在T?x圖上，定性繪出三段間接換熱SO2氧化反應的操作線。在T?x圖上，定性繪出三段原料氣冷激的合成氨反應的操作線。解TxTx第七章習題1. 某合成反應的催化劑，其粒度分布如下：dp╳106/m%/(wt)已知εmf=，ρP=。在120℃，氣體的密度ρ= ，μ=╳102mPas。 求初始流化速度。解:計算平均粒徑計算雷諾數(shù)計算初始流化速度注：此計算程序存在如下兩大弊端：，極易引起誤差。 ，極易引起誤差。推薦用下式計算 當Re小于2時，符合Re值計算式適用。2. 計算粒徑為80╳106 m的球形顆粒在20℃空氣中的逸出速度。顆粒密度ρP=2650 kgm3，20℃空氣的密度ρ= kgm3，空氣此時的粘度為μ=╳102mPas。解設Re小于2，重設2Re500，uT=Fu，Re10，F(xiàn)≈1 uT=3. 在流化床反應器中，催化劑的平均粒徑為51╳106m，顆粒密度ρP=2500 kgm3，，反應氣體的密度為1 kgm3，粘度為4╳102mPas。試求：1．初始流化速度2．逸出速度 3．操作氣速解:計算初始流化速度 設Re小于2， 計算逸出速度uT=Fu，Re10，F(xiàn)≈1uT=估算操作氣速操作氣速=()uT，操作氣速==4. 在一直徑為2m，以操作氣速u=s1的空氣進行流態(tài)化操作，已知數(shù)據(jù)如下：dp=80╳106 m，ρP=2200 kgm3，ρ=2 kgm3，μ=╳102mPas，εmf=求床層的濃相段高度及稀相段高度。解計算逸出速度 設2Re500， uT=Fu，Re10，F(xiàn)≈1 uT= 計算床層空隙率當1Re200時，計算濃相段高度估算稀相段高度5. 例73中如果要求出口氣體中關鍵組分轉(zhuǎn)化率為xAf=，催化劑用量應取多少？解6. 例73中如果將操作氣速由u= ms1，出口氣體中關鍵組分轉(zhuǎn)化率是多少？床層高度有何變化？解床層高度的變化出口氣體轉(zhuǎn)化率的變化由于u的變化引起參數(shù)變化為 第八章習題1. 以25℃的水用逆流接觸的方法吸收空氣中的CO2，試求在操作時(1)氣膜和液膜的相對阻力是多少？(2)采用哪種最簡單形式的速率方程來設計計算吸收塔。已知CO2在空氣和水中的傳質(zhì)數(shù)據(jù)如下：kAG=hr1m2kPa1 kAL=25Lhr1m2HA=Lmol1解總阻力： ，% %總阻力： % %所以忽略氣膜阻力2. 若采用NaOH水溶液吸收空氣中的CO2，反應過程屬瞬間反應CO2+2OH=2H++CO32 吸收溫度為25℃（題1數(shù)據(jù)可用），請計算：(1)當pCO2=，cNaOH=2molL1時的吸收速率；(2)當pCO2=，cNaOH=L1時的吸收速率；(3)他們與純水吸收CO2比較，吸收速率加快了多少倍？解(1)(2)(3) 純水吸收CO2時，β =1 p=，純水用NaOH吸收 ， p=，純水3. 用純水吸收CO、O2等氣體中少量的NH3，已知在操作溫度(10℃)下NH3的亨利系數(shù)HA=Lmol1；CO2，O2亨利系數(shù)HA=╳105 kPaLmol1。試求假定NH3，CO，O2在水中即液相中傳質(zhì)系數(shù)相等，且kAG=╳103 molcmkPa1L1s1；kAL=s1。（1） 氣膜和液膜阻力各為多少？（2） 應采用哪種形式的速率式？（3） 采用化學吸收是否都可用？為什么？解:對NH3氣膜和液膜阻力總阻力： ，占71% 液膜101 占29%對CO，O2氣膜和液膜阻力總阻力：10100247 氣膜247，% 107 %對易溶氣體，氣膜阻力為主，化學吸收增強不顯著。對難溶氣體，液膜阻力為主，化學吸收增強顯著。4. L1的甲胺水溶液來吸收氣體中的H2S，反應式如下：H2S+RNH2→HS+RNH3+(A) (B) (R) (S)反應可按瞬間不可逆反應處理，在20℃時的數(shù)據(jù)如下：F=3╳103molcm2s1；cT=L1；pT=； kALσ=；kAGσ=╳107molcm3kPa1s1；DAL=╳105cm2s1；DBL=1╳105cm2s1；HA=Lmol1。為使氣體中H2S濃度由1╳103降到1╳106，求最小液氣比和所需填料高度。解化學增強因子總傳質(zhì)系數(shù)5. 已知氣液反應A(g)+B(l)→P(l)的本征動力學方程是?rA=k2cAcB molcm3s1，反應在70℃下進行時，k2=20cm3mol1s1。在一攪拌充分的反應器內(nèi)，將含A為20%，若比表面積σGL=，εL=，DAL=╳105cm2s1，HA=╳104kPaLmol1，kAL=s1。氣相阻力可忽略不計，求當cB=╳103molcm3時的以單位容積床層計的宏觀反應速率。解6. 在半間歇鼓泡塔中進行苯氯化生產(chǎn)一氯化苯的反應：Cl2(G)+C6H6(L)→C6H5Cl+HCl(A) (B) (R) 為了控制副反應。某裝置年生產(chǎn)能力為8萬噸一氯化苯（每年以7000小時計）。反應生成一氯化苯的選擇性SR=。在操作條件下，已知DAL=╳109m2s1；cAI=m3；kAL=╳104 ms1；?rA=?rB=kcAcB； k=╳104 m3kmol1s1；ρB=810kgm3；比表面積σ=200m2m3；裝填系數(shù)φ=；平均氣含率εG=，每批料輔助生產(chǎn)時間t’=15min，計算所需鼓泡塔反應器容積。解:求苯的初始濃度計算八田數(shù)，式中，cBL取最大值cB0。慢反應，β=1式中，代入xBf=：每批料生產(chǎn)時間：每年生產(chǎn)批每批產(chǎn)量氯苯投料苯折合計反應器容積：73
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