8-1 等温固定床反应器内进行气固催化反应A →P ,反应为一级反应,已知反应器直径为10mm 。进口气体流量36 l/h,催化剂颗粒直径为1mm ,在反应温度下,反应速率常数k=0.1s -1(以催化剂体积为基准)。假定反应物系气体密度为1kg/m 3,粘度为,扩散系数为,试估计外部效率因子2 5/103m NS −×s m /10425−×1η。
8-2 在流化床反应器中进行气固催化反应,反应速率方程为A A kc r =−)(,已知k=0.741s -1,气速为0.2m/s,气体扩散系数为,气体密度为0.558kg/m s m /1082
5−×3,粘度为,床层空隙率25/103m NS −×5.0=ε,颗粒平均直径为,流化床传质关联式为,试估计外部效率因子m 4104−×2/12/1Re 6.02Sc Sh +=1η。
8-3 某一气固催化反应,反应为一级,催化剂颗粒直径为2.5mm ,反应速率常数在700K 时,气流中反应物分压为0.1MPa ,颗粒内部扩散系数
电炉配料P A →123.0−=s k s m De /102.126−×=(1)估计催化剂颗粒内部有效扩散因子2η。
(2)若催化剂活性提高一倍,,问此时催化剂用量为原用量的多少?
s m De /1072tilera
7−×=(3)若催化剂活性提高一倍,,如果要求s m De /10727−×=2η不变,问催化剂颗粒大小
为多少?
8—4 有一转框反应器中进行气固催化反应实验,得到下列数据 No 粒径 出口反应物浓度转框转速 反应速率
1 1 1 800 3
2
3 1 400 1 3 3 1 800 1 试说明该反应在内、外传递阻力的情况。
8—5 苯加氢制环己烷的催化反应,反应温度为150℃,测得反应速率常数,有效扩散系数。求(1)当颗粒直径为1001
钥匙胚>选金工艺5−=s k s cm De /2.02=m µ时,内扩散影响是否排除?(2)欲保持催化剂内部传递效率因子8.02=η,则催化剂颗粒直径应该是多少?
8—6 在反应过程中,催化剂表面积碳,再生时采用 空气烧焦法,由于烧焦反应极快,请考
薯片机虑催化剂表面和流体主体温差?并需要采用什么措施?
8—7 进行气—固催化反应,当颗粒内扩散影响严重时,分别绘出吸热反应和放热反应时球形颗粒内的浓度分布和温度分布示意图。
8—8 在流化床中进行萘催化氧化反应生产苯酐,1=n ,,反应历程如
下:
s m D /1042
5−×=k 2即
苯酐 CO 等
萘 萘醌
在360℃,催化剂存在下, 52O V ,/1741.031s k k =+s k /1017.02=
催化剂颗粒平均直径为0.4mm ,问该反应的外扩散影响程度如何?已知流化床中,对细颗粒的。梭式止回阀
2≈Sh