化學(xué)反應(yīng)工程(郭鍇)第二版習(xí)題解答-資料下載頁(yè)
2025-05-31 06:02本頁(yè)面
【正文】 :4（摩爾比）。，出口轉(zhuǎn)化率為50%，當(dāng)反應(yīng)速率采用（其中V是催化劑填充體積）的定義時(shí)，550℃。若忽略外擴(kuò)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(diǎn)和最小速率點(diǎn)。BCD為等溫線，指出最大速率點(diǎn)和最小速率點(diǎn)。答:在AMN線上，M為最大速率點(diǎn)，N為最小速率點(diǎn)。在BCD線上，C為最大速率點(diǎn)，D為最小速率點(diǎn)6. 在T?x圖上，定性繪出三段間接換熱SO2氧化反應(yīng)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(yīng)的操作線。解TxTx第七章習(xí)題1. 某合成反應(yīng)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(jì)算平均粒徑計(jì)算雷諾數(shù)計(jì)算初始流化速度注：此計(jì)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(jì)算 當(dāng)Re小于2時(shí)，符合Re值計(jì)算式適用。2. 計(jì)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(shí)的粘度為μ=╳102mPas。解設(shè)Re小于2，重設(shè)2Re500，uT=Fu，Re10，F(xiàn)≈1 uT=3. 在流化床反應(yīng)器中，催化劑的平均粒徑為51╳106m，顆粒密度ρP=2500 kgm3，，反應(yīng)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(jì)算初始流化速度 設(shè)Re小于2， 計(jì)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(mài)=s1的空氣進(jìn)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(jì)算逸出速度 設(shè)2Re500， uT=Fu，Re10，F(xiàn)≈1 uT= 計(jì)算床層空隙率當(dāng)1Re200時(shí)，計(jì)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(guān)鍵組分轉(zhuǎn)化率為xAf=，催化劑用量應(yīng)取多少？解6. 例73中如果將操作氣速由u= ms1，出口氣體中關(guān)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(xí)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(shí)(1)氣膜和液膜的相對(duì)阻力是多少？(2)采用哪種最簡(jiǎn)單形式的速率方程來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)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(yīng)過(guò)程屬瞬間反應(yīng)CO2+2OH=2H++CO32 吸收溫度為25℃（題1數(shù)據(jù)可用），請(qǐng)計(jì)算：(1)當(dāng)pCO2=，cNaOH=2molL1時(shí)的吸收速率；(2)當(dāng)pCO2=，cNaOH=L1時(shí)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(shí)，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(yīng)采用哪種形式的速率式？（3） 采用化學(xué)吸收是否都可用？為什么？解:對(duì)NH3氣膜和液膜阻力總阻力： ，占71% 液膜101 占29%對(duì)CO，O2氣膜和液膜阻力總阻力：10100247 氣膜247，% 107 %對(duì)易溶氣體，氣膜阻力為主，化學(xué)吸收增強(qiáng)不顯著。對(duì)難溶氣體，液膜阻力為主，化學(xué)吸收增強(qiáng)顯著。4. L1的甲胺水溶液來(lái)吸收氣體中的H2S，反應(yīng)式如下：H2S+RNH2→HS+RNH3+(A) (B) (R) (S)反應(yīng)可按瞬間不可逆反應(yīng)處理，在20℃時(shí)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(xué)增強(qiáng)因子總傳質(zhì)系數(shù)5. 已知?dú)庖悍磻?yīng)A(g)+B(l)→P(l)的本征動(dòng)力學(xué)方程是?rA=k2cAcB molcm3s1，反應(yīng)在70℃下進(jìn)行時(shí)，k2=20cm3mol1s1。在一攪拌充分的反應(yīng)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(jì)，求當(dāng)cB=╳103molcm3時(shí)的以單位容積床層計(jì)的宏觀反應(yīng)速率。解6. 在半間歇鼓泡塔中進(jìn)行苯氯化生產(chǎn)一氯化苯的反應(yīng)：Cl2(G)+C6H6(L)→C6H5Cl+HCl(A) (B) (R) 為了控制副反應(yīng)。某裝置年生產(chǎn)能力為8萬(wàn)噸一氯化苯（每年以7000小時(shí)計(jì)）。反應(yīng)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(shí)間t’=15min，計(jì)算所需鼓泡塔反應(yīng)器容積。解:求苯的初始濃度計(jì)算八田數(shù)，式中，cBL取最大值cB0。慢反應(yīng)，β=1式中，代入xBf=：每批料生產(chǎn)時(shí)間：每年生產(chǎn)批每批產(chǎn)量氯苯投料苯折合計(jì)反應(yīng)器容積：73
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