化工反應(yīng)工程答案第六章

1、6.多相系統(tǒng)中的化學(xué)反應(yīng)與傳遞現(xiàn)象多相系統(tǒng)中的化學(xué)反應(yīng)與傳遞現(xiàn)象6.1、在半徑為、在半徑為R的球形催化劑上，等溫進(jìn)行氣相反應(yīng)的球形催化劑上，等溫進(jìn)行氣相反應(yīng)?AB。試以產(chǎn)物。試以產(chǎn)物B的濃度濃度CB為縱座標(biāo)，徑向距離為縱座標(biāo)，徑向距離r為橫座標(biāo)，針對下列三種情況分別繪出產(chǎn)物為橫座標(biāo)，針對下列三種情況分別繪出產(chǎn)物B的濃度分布示意圖。的濃度分布示意圖。（1）（1）化學(xué)動力學(xué)控制化學(xué)動力學(xué)控制（2）（2）外擴(kuò)散控制外擴(kuò)散控制（3）（3）內(nèi)、外

2、擴(kuò)散的影響均不能忽略內(nèi)、外擴(kuò)散的影響均不能忽略圖中要示出圖中要示出CBG，CBS及CBe的相對位置，它們分別為氣相主體、催化劑外表的相對位置，它們分別為氣相主體、催化劑外表面、催化劑顆粒中心處面、催化劑顆粒中心處B的濃度，的濃度，CBe是B的平衡濃度。如以產(chǎn)物的平衡濃度。如以產(chǎn)物A的濃度的濃度CA為縱座標(biāo)為縱座標(biāo)情況又是如何情況又是如何解(1)以產(chǎn)物以產(chǎn)物B的濃度為縱座標(biāo)的濃度為縱座標(biāo)(2)以產(chǎn)物以產(chǎn)物A的濃度為縱座標(biāo)的濃度為縱座標(biāo)6.

3、2已知催化劑顆粒外表面的氣膜傳熱系數(shù)為已知催化劑顆粒外表面的氣膜傳熱系數(shù)為117wm2K氣體的密度和熱容分氣體的密度和熱容分別為別為0.8kgm3和2.4JkgK試估算氣膜的傳質(zhì)系數(shù)試估算氣膜的傳質(zhì)系數(shù).解:???????????23321()(Pr)Pr11170.82.4106.09410219.4DHGpsccGspJJkChSSkhCmsmh??上6.3某催化劑某催化劑其真密度為其真密度為3.60gcm3顆粒密度為顆粒密度為1.

4、65gcm3比表面積為比表面積為100m2g.試求該催化劑的孔容試求該催化劑的孔容孔隙率和平均孔半徑孔隙率和平均孔半徑.解:??????????????????????????????????????????????12222122221222124241122(6.24):wAGGmDaDaDaDaDakCka上上上上上6.6在充填在充填ZnOFe2O3催化劑的固床反應(yīng)器中催化劑的固床反應(yīng)器中進(jìn)行乙炔水合反應(yīng)進(jìn)行乙炔水合反應(yīng):????

5、2223322232CHHOCHCOCHCOH已知床層某處的壓力和溫度分別為已知床層某處的壓力和溫度分別為0.10Mpa400℃氣相中氣相中C2H2含量為含量為3%(mol)該反應(yīng)速率方程為該反應(yīng)速率方程為r=kCA式中式中CA為C2H2的濃度的濃度速率常數(shù)速率常數(shù)k=7.06107exp(61570RT)h1試求該處的外擴(kuò)散有效因子試求該處的外擴(kuò)散有效因子.數(shù)據(jù)數(shù)據(jù):催化劑顆粒直徑催化劑顆粒直徑0.5cm顆粒密度顆粒密度1.6gcm3

6、C2H2擴(kuò)散系數(shù)擴(kuò)散系數(shù)7.3105m2s氣體粘度氣體粘度2.35105Pa﹒s床層床層中氣體的質(zhì)量流速中氣體的質(zhì)量流速0.2kgm2s.解:由已知條件可得由已知條件可得???????????????????????????????2530.359552370.24Re0.0050.242.351051.06260.03180.972730.330322.44002730.357(Re)0.24852.3510(0.33037.310)