??cA1?cA0cA1?cA0(?rA)?k1cA1c?cA01Af1?k?1?1?1?1?0.5moll??cp1?cp0cp1?0r?k
p11cA1?k2cA2ccA0k1?(1?k?1?1?1pf?1?)(1?k2?)(1?1?1)(1?1?1)?0.25mollcsf?1?0.5?0.25?0.25moll(2)cAf?c?A0e?k11?e?1?0.368mollckpf?kcA0?e?1?1?0.368mollcsf?1?cAf?cpf?0.264moll(3)2?CSTR
c1AfcA0?(1?k??1?12?0.44411)(1?k1?2)1.5?cAf?0.444moll第一个釜出口
ccA0A1?1?k?1cA01?11.5ck1?1cA0p1?(1?k?0.52cA01?1)(1?k2?1)1.5对第二个釜作物料衡算?cp2?cp1cp2?cp12(r?p)2k1cA2?k2cp2cp2?11?k??(cp1?k1?2cA2)
22?11.5(0.51.52cA0?0.5?0.4444)?0.296mollcs2?1?0.4444?0.296?0.26moll(4)c1A10?(1?k?)10cA06
? 对第十个釜作物料衡算?p10?cp910?cp910?c(r?cpp)10k1cA10?k2cp10?ccp9p10?1?k??k?1?k?cA10第九釜:ccp8k?p9?1?k??1?k?cA9第八釜:ccp7k?p8?1?k??1?k?cA8?第二釜:c1p2?cp1?k??k?1?k?cA2第一釜:ccp0k?p1?1?k??1?k?cA1?c?11?k??k?1?k??c?k?p2A11?k?cA2?k?cA0cA0(1?k?)2?1?k??k?1?k??(1?k?)2?2k?(1?k?)3cA0c?cp2k?p31?k??1?k?cA3?12cA01?k??k?(1?k?)3ck?A0?1?k??(1?k?)3?3k?(1?k?)4cA0?c10k?10?1?0.1p10?(1?k?)11cA0?1.511?1?0.35mollccA0A10?(1?k?)10?0.386mollcs10?0.264moll 7
4章 无 五章
1某容器在进口流量为?0?5L/min的稳定流动态时作脉冲示踪实验,测得出口处示踪剂浓度C(t)的对应值如下:
t/min 0 1 2 3 4 5 C(t)/(g/l) 0 0 3 5 6 6 求:(1)寿命分布密度函数与寿命分布积累函数;
(2)容器的有效体积; (3)输入示踪剂的量;
6 4
7 3
8 2
9 1
10 0
E(t)?c(t)?c(t)?ti?c?c00?t?c(ti)?t?c(t)??c(ti)30(ti)?ti?ti解:(1)同理F(t)??c?c00?t(ti)?(ti)?c0t(ti)30
(ti)计算结果列表如下:
t(min) 0 0 0 ?1 2 0 3/30 0 3/30 ?03 5/30 8/30 4 6/30 14/30 5 6/30 20/30 6 4/30 24/30 7 3/30 27/30 8 2/30 29/30 9 1/30 1 10 0 1 E(t)min F(t) (2)t??tE?E00?(t)(t)?tc??c(t)(t)2?3?3?5?4?6?5?6?6?4?7?3?8?2?9?1?10?1145??4.83min
3030V?t???RVR?t?v?4.83?5?2.17lv?(3)Q?v??c(t)?t?5?1?30?150g0?8.脉冲示踪法测得一反应器的出口示踪剂浓度为: t/min 10 20 30 40 50 60 70 80 C(t)/(g/L) 0 3 5 5 4 2 1 0 同样流动条件下在其中进行一级不可逆反应,此反应在相同温度的全混釜中进行时得到的转化率为0.82,则此非理想流动反应器中预期的转化率为多少?用多釜串联模型和轴向分散模型分别计算之。
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这个是考的类型,看看 6章
3.乙炔与与氯化氢在氯化汞-活性炭催化剂上合成氯乙烯的反应为 C2H2+HCl→C2H3Cl
测得在1MPa.175℃及进料中HCl与C2H4的摩尔比为1.1时的数据如下:
xA 0 0.2 0.4 0.6 0.8 0.92 0.99
(-rA’)/10-6[mol/(s?g)] 5.73 4.92 4.17 3.06 1.75 0.389 0.0835 今在固定床反应器中达到99%的转化率,而且处理能力为1000Kg/h(C2H4),设床内等温,并且为平推流,催化剂堆积密度为0.40g/cm3,求所需催化剂体积。如转化率为90%,情况又如何?
解:处理能力为1000Kg/h, 所以:FA0?1000?35.71kmol/h?9.92mol/s 280 5.73
0.2 4.92
0.4 4.17
0.6 3.06
0.8 1.75
0.92 0.389
0.99 0.0835
xA (-rA’)/ 10-6[mol/(s?g)]
1/(-rA’) 106[ (s?g)/ mol]
0.1745 0.2033 0.2398 0.3268 0.5714 2.5707 11.9760
WdWxAdxWA ??0F0(?r')FA0A0A
(1)当转化率为0.99时,上式从0积分到0.99得: 用梯形法计算 W?1? ???0.1745?0.5714??0.2033?0.2398?0.3268??0.2? FA0?21 1??0.5714?2.5707??0.08??2.5707?11.976??0.072 2 ?0.9262?106??1210864200.0W?0.9262?106?9.92?9.19?106g?9.19吨
1/(-rA)V?9.19吨/0.4?22.98M
30.20.40.6xA0.81.0
(2)转化率为0.9时,上式从0积分到0.9,其中转化率为0.9是采用内插法求反应速率的倒数:
??11110.1 ?????? ??rA?xA?0.9??rA?xA?0.8????rA?xA?0.92??rA?xA?0.8?0.92?0.8 10???0.5714?2.5707?0.5714??2.2374
12
用梯形法计算面积
W?1? ???0.1745?0.5714??0.2033?0.2398?0.3268??0.2FA0?2?
?1?0.5714?2.2374??0.1?0.369?10629
W?0.369?106?9.92?3.66?106g?3.66吨
V?3.66吨/0.4?9.15M3
7章
6.气体中含有杂质A 1%(摩尔分率),用含B反应物浓度为CB=35mol/m3的吸收液进行逆流接触反应,使杂质A浓度下降至2×10-6,反应是瞬间快速的,计量式为:
A(g)+B (l)→P
3?1已知?GAa?32000mol/(h.m.atm),?LAa??LBa?0.5h
G?1?105mol/(m2.h),L?7?105mol/(m2.h) HA?1.125?10?3atm.m3/mol,CT?56000mol/m3
(1)确定所需塔高;
(2)对液相进塔浓度还可以有哪些改进?
(3)液体进料B中的浓度为多少时塔高为最小?最小塔高为多少?
解:对于瞬间快速反应,应先判别反应是否发生于界面上,再选用相应的计算式。如果塔底处为界面反应,则全塔均为界面反应;如塔顶处不是界面反应,则全塔都不是界面反应。
先看塔顶是否为界面反应
1 kGAapA?kLBaCBL2b
4?6 ?3.2?10?2?10?1?0.5?35??17.436?0
说明塔顶为界面反应
作全塔物料衡算
pA2?pA1CB2?CB1 G?L pCT
GCT CB2?CB1?(pA2?pA1)pL
1?105?5.6?104
?35?(0.01?0.000002)??44.984mol35m1?7?10
说明该吸收塔底部为物理吸收。
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