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問答題 今有含SO₂的空氣需要凈化處理，采用以活性碳為催化劑，以水為液體介質(zhì) 的滴流床反應器在0.101Mpa，25℃下將SO₂氧化為SO₃，溶于水而成稀硫酸從反應器底部流出，反應的控制步驟是氧在催化劑表面的吸附，反應速率可用下式表示：

式中r_A為以O₂表示的反應速率，C_A0為催化劑表面處的O₂濃度，單位為mol/cm³;已知：內(nèi)擴散有效因子η=0.6,堆密度ρb=1.0g/cm³,一級反應速率常數(shù)k=0.06cm³/g﹒s,床層孔隙率ε=0.3，k_Laa_s=0.3s^-1,k_La_L=0.03s^-1,氣體的流量=100cm³/s,O₂在水中溶解度的享利常數(shù)H=5.0；反應器直徑10cm，塔頂入口處氣體組成SO₂2%,O₂19%,N₂79%,試求SO₂的轉(zhuǎn)化率為80％時滴流床反應器的床層高度。

參考答案：

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1.問答題 在活塞流反應器中等溫等壓（5.065×10⁴Pa）下進行氣相反應:

式中P_A為A的分壓Pa，原料氣含量A10%（mol），其余為惰性氣體。若原料氣處理量為1800標準m³/h，要求A的轉(zhuǎn)化率達到90%，計算所需的反應體積及反應產(chǎn)物Q的收率。

參考答案：

2.問答題 于277℃，1.013×10⁵Pa壓力下在活塞流反應器進行氣固相催化反應:

催化劑的堆密度為700kg/m³,在277℃時，B的轉(zhuǎn)化速率為：

式中的分壓以Pa表示，假定氣固兩相間的傳質(zhì)阻力可忽略不計。加料組成為23%B,46%A,31%Q（均為重量%），加料中不含酯，當X_B=35%時，所需的催化劑量是多少？反應體積時多少？乙酸乙酯的產(chǎn)量為2083kg/h。

參考答案：

3.問答題 二氟一氯甲烷分解反應為一級反應：

流量為2kmol/h的純CHClF2氣體先在預熱器預熱至700℃，然后在一活塞流反應器中700℃等溫下反應。在預熱器中CHClF₂已部分轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化率為20%。若反應器入口處反應氣體的線速度為20m/s，當出口處CHClF₂的轉(zhuǎn)化率為40.8%時，出口的氣體線速度時多少？反應器的長度是多少？整個系統(tǒng)的壓力均為1.013×10⁵Pa，700℃時的反應速率常數(shù)等于0.97s^-1。若流量提高一倍，其余條件不變，則反應器長度是多少？

參考答案：

4.問答題 擬設計一等溫反應器進行下列液相反應：

目的產(chǎn)物為R，且R與B極難分離。試問：
（1）在原料配比上有何要求？
（2）若采用活塞流反應器，應采用什么樣的加料方式？
（3）如用間歇反應器，又應采用什么樣的加料方式？

參考答案：對于復合反應，選擇的原則主要是使目的產(chǎn)物R的最終收率或選擇性最大，根據(jù)動力學特征，其瞬時選擇性為：
由此式可知...

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5.問答題在管式反應器中進行氣相基元反應：A+B→C，加入物料A為氣相，B為液體，產(chǎn)物C為氣體。B在管的下部，氣相為B所飽和，反應在氣相中進行。已知操作壓力為1.013×10⁵Pa，B的飽和蒸汽壓為2.532×10⁴Pa，反應溫度340℃，反應速率常數(shù)為10²m³/mol.min，計算A的轉(zhuǎn)化率達50%時，A的轉(zhuǎn)化速率。如A的流量為0.1m³/min，反應體積是多少？

參考答案：