化學(xué)反應(yīng)工程1-7章部分答案-資料下載頁(yè)
2025-06-24 16:32本頁(yè)面
【正文】 氣，其中含有NH3，相當(dāng)于多少mol的N2及多少mol的H2，因此，就可計(jì)算出無(wú)氨基氣 體組成 （2）絕熱操作線方程： ①首先考慮反應(yīng)過(guò)程中氣體總摩爾數(shù)的變化。 以代表有氨基氣體的摩爾分率，表示混合氣體總摩爾流量，由可以看 出，每生成1摩爾NH3，混合氣體總摩爾數(shù)減少1，所以生成氨的摩爾數(shù)為，（下標(biāo) A代表NH3，0代表進(jìn)口處，均指有氨基的摩爾分率，混合氣的總摩爾流量可表示為 （A) （Ⅰ）以N2的轉(zhuǎn)化率表示組成時(shí)的絕熱操作方程： 上式中（－ΔΗr）以反應(yīng)每的N2計(jì)。并將式（A）代入，化簡(jiǎn)后得到進(jìn)口處N2的轉(zhuǎn)化率 為零時(shí)的操作方程，代入有關(guān)數(shù)據(jù)，化簡(jiǎn)后得（B） 現(xiàn)將表示成N2的轉(zhuǎn)化隆數(shù)。將式（A）代入絕熱方程求得生成NH3的摩爾數(shù)及反應(yīng)消耗 NH3的摩爾數(shù)，得到以N2的轉(zhuǎn)化率表示的的關(guān)系式，最后代入絕熱方程式（B）中。 （Ⅱ）以NH3含量表示組成的絕熱操作方程： 方法同上（Ⅰ），得到以表示組成的絕熱操作方程。 ②忽略反應(yīng)過(guò)程中氣體總摩爾數(shù)的變化 （A）以N2轉(zhuǎn)化率表示組成時(shí)的絕熱操作方程： 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入并化簡(jiǎn)后得表示的方程。 （B）以NH3含量表示組成的絕熱操作方程： 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入整理后得以表示的方程。 （3）計(jì)算出口氨含量為10％的床層出口溫度。 考慮反應(yīng)總摩爾數(shù)變化時(shí)采用已導(dǎo)出的計(jì)算公式，將出口氨含量代入即得 忽略反應(yīng)總摩爾數(shù)的變化時(shí)： 兩溫度差并不大，這是由于合成氨反應(yīng)體系總轉(zhuǎn)化率不高的緣故。若轉(zhuǎn)化率高時(shí)兩種方法計(jì) 算出來(lái)的床層出口溫度將會(huì)有較大的差別?！?習(xí)題答案: （1）進(jìn)塔氣體組成： 組成N2H2CH4 摩爾數(shù) 摩爾分率％100 （2）A．變?nèi)葸^(guò)程處理 以N2的轉(zhuǎn)化率表示的絕熱操作方程 以NH3含量表示的絕熱操作方程 B．恒容過(guò)程處理 以N2的轉(zhuǎn)化率表示的絕熱操作方程： 以NH3含量表示的絕熱操作方程： （3）按變?nèi)葸^(guò)程處理時(shí)的床層出口溫度: 按恒容過(guò)程處理時(shí)的床層出口溫度: ，這是由于氨合成反應(yīng)體系總轉(zhuǎn)化率不高的緣故，若轉(zhuǎn)化 率高時(shí)則兩種方法計(jì)算出來(lái)的床層出口溫度會(huì)有較大的區(qū)別?！?解題思路: 由于原料氣中乙炔濃度很低，故可將反應(yīng)過(guò)程按恒容處理。乙炔的瞬時(shí)濃度用表示。代入反應(yīng) 速率方程即可得到以轉(zhuǎn)化率為變量的函數(shù)式，再將它代入式（）得到反應(yīng)器體積將已知數(shù) 據(jù)代入式（）求得絕熱溫升，再將其代入下式直線方程 將所得關(guān)系代入式()，并令：， 假設(shè)一系列的值，直到＝70％為止，就可計(jì)算出一系列值和溫度T，作下列三項(xiàng)表格 ℃ 最后采用圖解積分方法得其面積，計(jì)算出為反應(yīng)體積?！?習(xí)題答案: 圖解積分面積， 催化劑用量為
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