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問(wèn)答題 用1.2M的氨水吸收某生產(chǎn)裝置出口氣中的二氧化喘,當(dāng)氣流主體中二氧化碳分壓為1.013×10^-3Mpa時(shí),該處的二氧化碳吸收速率為多少?已知:液相中CO₂和NH₃的擴(kuò)散系數(shù)均為3.5×10^-5cm²/s,二級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)為38.6×10⁵cm³/mols,二氧化碳的溶解度系數(shù)為1.53×10^-10mol/cm³Pa,k_L=0.04cm/s,k_G=3.22×10^-10mol/cm²sPa,相界面積a_L=2.0cm²/cm³.

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1.問(wèn)答題 在實(shí)驗(yàn)室中用外循環(huán)式無(wú)梯度反應(yīng)器研究二級(jí)氣相反應(yīng)2A→P+Q原料為純A；設(shè)kC_A0T=1.試計(jì)算A的轉(zhuǎn)化率，當(dāng)：
（1）循環(huán)比為5
（2）循環(huán)比為30
（3）按全混流模型處理
（4）比較上列各問(wèn)題的計(jì)算結(jié)果并討論之

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2.問(wèn)答題充填新鮮催化劑的絕熱床反應(yīng)器當(dāng)進(jìn)口原料的溫度控制為460℃時(shí)，出口物料溫度為437℃，轉(zhuǎn)化率符合要求；操作數(shù)月后，由于催化劑的活性下降，為了保持所要求的轉(zhuǎn)化率，將原料進(jìn)口溫度提高到470℃，出口物料溫度相應(yīng)升至448℃；若反應(yīng)的活化能為83.7kJ/mol，試估計(jì)催化劑活性下降的百分率.

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3.問(wèn)答題 在內(nèi)徑為5.1cm的固定床反應(yīng)器中常壓下進(jìn)行萘氧化反應(yīng)：采用直徑為0.318cm的球形釩催化劑，該反應(yīng)可按擬一級(jí)反應(yīng)處理，以床層體積為基準(zhǔn)的反應(yīng)速率常數(shù)

萘在釩催化劑內(nèi)的有效擴(kuò)散系數(shù)等于1.2×10^-3cm²/s,若床層的熱點(diǎn)溫度為641K,試計(jì)算熱點(diǎn)處氣相中萘的濃度.假定外擴(kuò)散的影響可不考慮,副反應(yīng)可忽略.

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4.問(wèn)答題 在三段絕熱式固定床反應(yīng)器中進(jìn)行n級(jí)不可逆反應(yīng),各段的催化劑量相同,且控制進(jìn)入各段的反應(yīng)物料溫度相等.若n>0,試問(wèn):
(1)哪一段的凈轉(zhuǎn)化率最大?哪一段最小?
(2)若段間采用冷激方法進(jìn)行降溫,試問(wèn)第一段與第二段之間和第二段與第三段之間哪處需加入的冷激劑量多?為什么?
(3)若n<0,對(duì)問(wèn)題(1),(2)是否還能作出肯定性的回答?為什么?

參考答案：（1）雖然各段進(jìn)口溫度相等，在催化劑量相同的情況下，凈轉(zhuǎn)化率也按1至3段的順序遞減，第一段最大，第二段次之，第三段最小....

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5.問(wèn)答題 在一列管式固定床反應(yīng)器中進(jìn)行鄰二甲苯氧化制苯酐反應(yīng),管內(nèi)充填高及直徑均為5mm的園柱形五氧化二釩催化劑,殼方以熔鹽作冷卻劑,熔鹽溫度為370℃,該反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程為:

Hr=-1285kJ/mol,反應(yīng)管內(nèi)徑為25mm,原料氣以9200kg/m²h的流速進(jìn)入床層,其中鄰二甲苯為0.9%,空氣為99.1%(mol),混合氣平均分子量子力為29.45,平均熱容為1.072kJ/kgK,床層入口溫度為370℃,床層堆密度為1300kg/m³,床層操作壓力為0.1013Mpa(絕對(duì)),總傳熱系數(shù)為69.8w/m²K,試按擬均相一維活塞流模型計(jì)算床層軸向溫度分布,并求最終轉(zhuǎn)化率為73.5%時(shí)的床層高.計(jì)算時(shí)可忽略副反應(yīng)的影響.

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