08 第三章　理想流动反应3.2.ppt

第1页：本征动力学方程推导

反应机理：1) A+( )=(A)；2) (A)=(B)+S；3) (B)=B+( )。

1 为控制步骤时：S 不被吸附，分母中没有 S 的吸附项。

第2页：全混流反应器体积计算题

例题：某反应在全混流反应器中进行，反应温度 20 ℃，液料体积流量 0.5 m³/h，c_A0=96.5 mol/m³，c_B0=184 mol/m³，催化剂浓度 c_D=6.63 mol/m³。

实验测得速率方程为 r_A=kC_AC_D，式中 k=1.15×10⁻³ m³/(mol·ks)。若要求 A 的转化率为 40%，试求反应器的体积。

第3页：全混流反应器体积题解

解：设 A 的转化率为 x，则有出口浓度与速率的表达式；对于全混流反应器，应满足 V=F_A0x/(−r_A)。

具体代入与计算结果以原课件图片为准。

第4页：二级液相反应的CSTR计算题

例题：某二级液相反应 A+B→C，已知 c_A0=c_B0，在间歇反应器中达到 x=0.99 需反应时间 10 min。问：

• (1) 在全混流反应器中进行时应为多少？
• (2) 在两个串联全混流反应器（反应体积相等）中进行时又是多少？

第5页：单个CSTR中的计算

（1）在单个 CSTR 中

解：在间歇反应器中，对二级反应有积分式 (1)；对全混流反应器有设计式 (2)。由 (1)=(2) 联立即可求得单个 CSTR 所需的停留时间与体积。

算式以原课件图片为准。

第6页：两个CSTR串联的计算

（2）两个 CSTR 串联

对 CSTR-1 与 CSTR-2 分别列出物料衡算式 (3)、(4)，代入 (3) 逐级求解，得到两个等体积反应器串联时的总体积。

算式以原课件图片为准。

第7页：平行-串联反应的最佳操作方式

例题：对平行-串联反应选取最佳的操作方式。

解

• 对于 A：应选用高 c_A0、平推流反应器
• 对于 B：B→A→B→C 中 B 与生成 R 无关，尽管 B 可以任意方式加入，为维持高 c_A，以 B 分段加入为佳
• 对于温度：E₁<E₂，应选用低温

第8页：液相连串反应例题

例题：请考虑下述液相连串反应。本页为该题的题干，用于练习中间产物收率与最佳反应时间的计算。

源文件未提取到该连串反应的反应式与给定数据，建议对照原课件补充。