化学反应工程常见简答题

3.简述气固相催化反应的宏观动力学步骤？答:整个多相催化反应过程可概括为7个步骤：1、反应组分从流体主体向固体催化剂外表面传递；2、反应组分从外表面向催化剂内表面传递；3、反应产物从催化剂内表面向外表面传递；4、反应产物从催化剂的外表面向流体主体传递。5.实验室中欲测取某气固相催化反应动力学，该动力学方程包括本征动力学和宏观动力学方程，试问如何进行？1消除内扩散和外扩散 2测定本征动力学 3在无梯度反应器内消除影响后测量6.本征化学反应速度在内外扩散阻力完全消除的情况下与宏观化学反应速度有何关系？答:相等。第三章1.CSTR串联为何好于单个大体积的CSTR？是否工业上都用多个CSTR串联来代替单个CSTR？多釜串联是否串联级数越多越好？答:1.减少返混2反应级数0，多釡代替单釜；反应级数0，则用单釜。3不是，要从成本和控制上来最终决定。第四章1，理想流动模型有哪两种类型？其基本假定和特点各是怎样的？答:.平推流流动模型和全混流流动模型。（1）平推流模型是一种假定返混量为零的极限流动模型。 特点：在定态情况下，沿物料流动方向，物料的浓度、温度、压力、流速等参数会发生变化，而垂直于流体流动方向任一截面上物料的所有参数都相同。所有物料质点在反应器中都具有相同的停留时间。(2)全混流模型假定反应器内物料质点返混程度为无穷大。特点：所有空间位置物料的各种参数完全均匀一致，而且出口处物料性质与反应器内完全相同。第五章请分析影响固定床层压力降的因素。答:影响床层压力降的因素可分为二类：一类来自流体，如流体的粘度、密度等物理性质和流体的重量流速；另一类来自床层，如床层的高度、空隙率和颗粒的物理特性如粒度、形状、表面粗糙度等。流体的重量流速对床层压降的影响较大，所以在设计和操作时都应该注意流速的改变会引起压降有多大的变化。对于一定的催化剂体积，应尽可能降低床层高度，加大床层直径，即采用小的高径比结构，有利于降低床层的压力降。颗粒粒度和形状是影响床层压力降的另一个重要因素。形状系数小的颗粒，如片状催化剂，其当量直径小，床层的压力降就大，所以对压力降是关键问题时应尽量考虑用球形催化剂。床层的空隙率对压力降的影响十分显著，当催化剂在使用过程因填充紧密和破碎、粉化而造成空隙率变化时，床层的压力降将会有较大的变化。2.简述气固催化反应固定床反应器拟均相模型，非均相模型，拟均相一维模型和拟均相二维模型的特点。答:1.拟均相，忽略床层粒子与流体间温度与浓度的差别。2.非拟均相，考虑床层粒子与流体间温度与浓度的差别。3，拟均相一维模型，在拟均相模型的基础之上考虑轴向的浓度和温度的差别。拟均相二维模型，在拟均相的基础之上考虑轴向与径向的浓度与温度的差别，第六章试述物理吸收与化学吸收的区别。解：对于物理吸收过程对于化学吸收过程,式中，其中为化学平衡常数；为吸收剂中的活性组分浓度；是与A组分分压平衡的气体浓度；-A组分溶解度系数。从以上两式可以看出物理吸收和化学吸收区别如下：1物理吸收气体溶解度与气体压力呈正比关系，化学吸收呈渐近线关系，当分压较高时，气体溶解度趋近化学计量的极限，因此为了减低能耗，导致操作方式不同，压力较低宜采用化学吸收，压力较高宜采用物理吸收。2热效应不同，物理吸收热效应较小，每摩尔数千焦耳，而化学吸收可达数万焦耳。导致吸收剂的再生方式不同，物理吸收过程吸收剂减压再生为主，化学吸收过程的吸收剂再生除减压外还需加热。3物理吸收选择性主要体现各种气体在溶解度系数的差异，而化学吸收取决于，由于化学反应特定性，吸收选择性不同。化学吸收选择性高于物理吸收。解析下列参数的物理意义:无因次准数M,增大因子及液相利用率。写出一级不可逆反应无因次准数M的计算式。解：无因次准数的物理意义增大因子的物理意义为液相利用率的物理意义为对于一级不可逆反应简述双膜理论。答：（1）相互接触的气、液两相流体之间存在着稳定的相界面，界面两侧各有一个很薄的停滞膜，吸收质以分子扩散方式通过此二层膜由气相主体进入液相主体；（2）在相界面处，气、液两相达到平衡；（3）在两个停滞膜以外的气、液两相主体中，由于流体充分湍动，物质组成均匀。第八章:简述聚式流化床的形成？ 答：对于气固系统的流化床反应器的粗颗粒系统，气速超过起始流化速度后，就出现气泡，气速愈高，气泡的聚并及造成的扰动亦愈剧烈，使床层波动频繁，这种流化床称为聚式流化床。简述描述流化床的特征流速的定义？ 答：特征流速为起始流化速度和带出速度。1）当流速达到某一限值，床层刚刚能被托动时，床内粒子就开始流化起来了，这时的流体空线速称为起始流化速度。2）当气速增大到某一定值时，流体对粒子的曳力与粒子的重力相等，则粒子会被气流带出，这一速度称为带出速度或终端速度。简述流化床反应器的优缺点？ 优点:1）传热效能高，而且床内温度易维持均匀； 2） 大量固体粒子可方便的往来输送，对于催化剂迅速失活而需随时再生的过程来说，能够实现大规模的连续生产。3） 由于粒子细，可以消除内扩散阻力，能充分发挥催化剂的效能。缺点：1）气流状况不均，不少气体以气泡状态经过床层，气固两相接触不够有效； 2）粒子运