反应工程试卷#特选内容

1、一 在实验室无梯度反应器中进行等温一级气固催化反应：，采用球形颗粒催化剂，其直径为4mm，催化剂颗粒体积为5mL，进料气体流量为，出口转化率，。已知外扩散阻力可忽略，试求在上述反应条件下，催化剂的内扩散有效因子和以颗粒体积为基准的速率常数的值。解：无梯度反应器就是CSTR 内扩散严重 二 在一实验室无梯度反应器中进行等温一级气固催化反应：，得到下列结果，试判断是否受内扩散阻力的影响（外扩散阻力已消除，）： 3 8 0.6 6 3 0.8催化剂质量一定，。解：与粒径无关，不受内扩散阻力的影响三 其它条件与二相同。 2 2 0.6 6 1 0.2一定，。解：（与第二题类似） 而： 与成反比 严重内

2、扩散影响四 一级气固催化反应：，在反应温度150时测得，求：（1）当催化剂直径为100m时，内扩散影响是否已排除？（2）欲保持内扩散有效因子，则颗粒直径应为多少？解：（1） 无内扩散（2）试差得：而 五 一级气固催化反应：，实验测得如下数据，若外扩散阻力已消除，且不随温度变化，求反应的活化能。 1 20 1 4802 40 1 4802 40 3 500解： ，属于严重内扩散480K时受严重内扩散影响，500K时更受严重内扩散影响 六. 一级气固催化反应：，在下排除内、外扩散阻力后，测得其反应速率，现在工业用催化剂粒径为0.6mm，求：（1）在600K反应时，工业催化剂的值（无外扩散阻力）；（

3、2）催化剂粒径多大时，内扩散阻力可忽略。解：（1） （2）时内扩散阻力可以忽略 七. 一级气固催化反应：，在消除了内、外扩散阻力后，实验测得如下数据： 300 1 0.1350 1 2现将这种催化剂装在固定床中等温反应（300），可视为PFR。在进料流量为1L/s（此时外扩散可忽略）时，。已知，催化剂量为100kg，。求：（1）300时的；（2）当反应温度提高到350，要求，求催化剂的装填量。解：（1） 而 属于严重内扩散（2）300时受严重内扩散影响，350时更受严重内扩散影响 （或：）八. 一级气固催化反应：，在5atm下反应，测得如下数据： 1 20 667 粉末 1 1 625 粉末

4、1 1 667 6已知外扩散已消除，催化剂为粉末时已消除了内扩散阻力，。求：（1）反应活化能；（2）为使为6mm时也消除内扩散阻力，则应采用什么反应温度？解：（1） （2） 属于严重内扩散 667K时： 时即消除了内扩散，时要消除了内扩散应： 而： 九在一固定床反应器中球形催化剂上进行等温一级不可逆气固催化反应,在消除外扩散阻力和时测得某处宏观反应速率，以催化剂床层计的本征反应速率常数，床层空隙率为0.3，催化剂有效扩散系数。求：（1）该处的内扩散有效因子；（2）反应器中所装的催化剂颗粒的半径。解：（1） （2）十某气固催化反应，为一级不可逆反应，在绝热式固定床反应器（可视为活塞流）中进行，如

5、图所示。进口转化率为0，温度T0=573K，出口转化率为80，温度T=623K，已知催化剂为球形颗粒，直径为4mm，DeA为105cm2/s，床层空隙率为0.4，以床层体积计的本征反应速率常数（s-1）。若在反应器中绝热温升可作为常数，求转化率为20处的催化剂有效因子值。解：十一.在一固定床反应器中等温进行一级不可逆气固催化反应AP，催化剂为球形，在消除外扩散阻力和时测得某处宏观反应速度 ，以催化剂床层计的本征反应速率常数为1s1，假设为常数。 求： (1)该处催化剂的内扩散有效因子值(2)在进料量为20 Ls，催化剂床层堆积密度为1200 kg/m3，反应器出口转化率为80时催化剂的装填量。 解：十二在直径为5cm，长为200cm的闭式反应器中进行一级不可逆反应AP。进料流量为200cm3/s，若将该反应器作全混釜处理，得出口转化率为80。（1）若用轴