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（请给出正确答案）
某合成氨厂采用两段间接换热式绝热反应器在常压下进行如下反应：
CO+H2O
CO2+H2
热效应△Hr=-41030J/mol，进入预热器的半水煤气与水蒸气的物质的量比为1:1.4，而水煤气组成(干基)如下表所示。
组分 | CO | H2 | CO2 | N2 | CH4 | 其他 | Σ |
摩尔分数/% | 30.4 | 37.8 | 9.46 | 21.3 | 0.79 | 0.25 | 100.0 |
图7.4为流程示意图，图上给定了部分操作条件，假定各股气体的比热容均可按33.5J/(mol·K)计算，试求Ⅱ段绝热床层的进出口温度和一氧化碳转化率。设系统对环境的热损失为零。
答案
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第1题
拟采用两段间接换热式固定床反应器在常压下进行水煤气变换反应。原料气中CO，H2O，CO2，H2的摩尔分数分别为0.1267，0.5833，0.394，0.1575，其他为惰性气体。使用直径和高分别为8.9mm及7.67mm的圆柱形铁铬催化剂。规定进第一段的原料气温度为633K，CO的最终转化率为91.8%。为保证催化剂总用量最少，第一段出口的转化率和第二段进口温度应控制为多少？
在给定的催化剂上，已计入扩散影响的水煤气变换反应的速率方程为
式中，pA，pB，pC，pD分别为一氧化碳、水煤气、二氧化碳和氢的分压，化学平衡常数Kp与温度的关系为
表观反应速率常数k*与温度的关系则为
假定各段的绝热温升均等于155.2K。
第2题
拟设计一多段间接换热式二氧化硫催化氧化反应器，每小时处理原料气35000m3(标准状态下)，组成(摩尔分数)为：SO27.5%，O210.5%，N282%。采用直径5mm，高10mm的圆柱形钒催化剂(80m3)。试确定反应器的直径和高度，使床层的压力降小于4052Pa。
为简化起见，取平均操作压力为0.1216MPa，平均操作温度为733K，混合气体的黏度等于3.4×10-5Pa·s，密度按空气计算。
第3题
效蒸发器结盐
某厂进行烧碱工艺扩建，在蒸发器的扩建改造中，将Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ效蒸发器的换热面积进行了增大，采用三效四体顺流工艺生产烧碱，浓效利用Ⅰ效冷凝水的闪蒸汽进行加热蒸发。Ⅰ、Ⅲ效制作为两台外循环不锈钢蒸发器，换热面积分别为240m2、200m2，而Ⅱ效蒸发器则用一台180m2的标准式碳钢蒸发器。
在全厂不停产条件下，扩建工程蒸发工段最先更换的是Ⅱ效蒸发器，Ⅱ效更换以后，其余效体仍用原来的设备，开车以后整个系统运转正常。由于增大了Ⅱ效蒸发器的换热面积，蒸发产量比以前明显提高。
随后全厂停车，扩建工程并网，更换了Ⅰ效、Ⅲ效蒸发器。开车后不到8h就发现Ⅱ效蒸发器消化蒸汽的能力低，Ⅰ效二次蒸汽压力偏高，而Ⅱ效二次蒸汽压力为零，导致Ⅰ、Ⅲ效都不能正常工作，每班产量达不到正常产量的一半。蒸发工段被迫停车，打开Ⅱ效蒸发器进行检查。发现大部分列管结盐堵塞，进行疏通洗效后重新开车，仍旧出现上述问题。
第4题
多段绝热反应器计算
某反应在一多段绝热式反应器中进行。进口温度要求在620K，问(1)要求达到90%的转化率需把绝热反应器分为几段？已知反应活化能E=1.25×105J/mol，反应的绝热温升△Tad=256K，假设取灵敏度指数为Smax=1.5。(2)为了易于反应器的操作和控制，如选定四段绝热床，此时可达到的反应最终转化率为多少？(3)如要求四段床的转化率仍达90%则需采取什么措施？
第8题
第9题
在充填10m3催化剂的绝热固定床反应器中进行甲苯氢解反应以生产苯：
C6H5CH3+H2→C6H6+CH4
原料气的物质的量组成为C6H63.85%，C6H5CH33.18%，CH423%，H269.97%；温度为863K，操作压力为6.08MPa；若采用空速为1000m3(标准状态)/(h·m3催化剂)，试计算反应器出口的气体组成。该反应的速率方程为
式中，cT，cH分别为甲苯和氢的浓度；rT为甲苯的转化速率。反应热效应为-49974J/mol，为简化计算，反应气体可按理想气体处理，平均定压比热容为常数，等于42.3J/(mol·K)。
