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CO中温变换反应器属于固定床里的多段绝热反应器。()
CO中温变换反应器属于固定床里的多段绝热反应器。（)
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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5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6题
在常压及绝热条件下，用氧化铁催化剂进行水煤气变换反应，干原料气处理量为3500(标准状态)m3/h，其组成如下表所示。
组分 | CO | CO2 | H2 | N2 | O2+Ar | CH4 |
摩尔分数/% | 30.4 | 9.46 | 37.8 | 21.3 | 0.25 | 0.79 |
水蒸气与干气之比(物质的量比)为1.4:1。若进反应器的气体温度为360℃，要求反应器出口一氧化碳的转化率为84%，试计算所需催化剂量。
在氧化铁催化剂上水煤气变换反应的本征动力学方程为
式中，p为分压；下标A、B、C及D分别代表CO，H2O，H2和CO2。反应速率常数k与温度的关系为(atm为非法定单位，1atm=0.1013MPa)
反应热等于-40964J/mol，反应气体的平均比热容可按33.44J/(mol·K)计算。
温度与化学平衡常数的关系如下表所示。
T/℃ | 380 | 390 | 400 | 410 | 420 | 430 | 440 |
Kp | 14.44 | 12.98 | 11.70 | 10.59 | 9.61 | 8.748 | 7.986 |
T/℃ | 450 | 460 | 470 | 480 | 490 | 500 | 510 |
K2 | 7.311 | 6.710 | 6.174 | 5.695 | 5.265 | 4.878 | 4.530 |
第7题
反应A+B→P，其反应热为(-△H)=125.4kJ/molA，在总压力为0.1MPa，T=325℃下，用8%A和92%B(mol/mol)原料气，以40kmol/h的速率通过反应器，若采用多段绝热操作，已知流体的平均比热为1.0kJ/(kg·K)，密度为0.5kg/m3，问：
(1)若每段允许温升为50℃，要达到xA=0.8所需的段数是多少？
(2)若段数为4，为了保持最终转化率为0.8，应采取什么措施？
第8题
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。
第9题
k=7.03×106exp(-5000/T) (min-1)
试计算催化剂用量(可忽略外扩散阻力)。
催化剂性质：比表面积为140m2/g，颗粒密度为0.9g/cm3，孔容为0.42cm3/g，曲节因子为3，床层空隙率为0.38。
反应气体的定压比热容为30J/(mol·K)，反应热等于-2990kJ/mol。
