三床层冷激式氨合成反应器中的最优旁路分配如图所示,一氦合成反应器由三段绝热床层组成。如表说明的,反应器
多段冷激式氨合成塔的进塔原料气组成如下表所示。
组分 | NH3 | N2 | H2 | Ar | CH4 |
摩尔分数/% | 2.09 | 21.82 | 66.00 | 2.45 | 7.63 |
在固定床催化反应器内进行如下合成反应:
已知该反应动力学方程为:,若
则
433K时,k=0.0965s-1,空隙率ε=0.4。试求:当每小时处理2845m3混合原料气,C2H2的转化率达67%时,催化床层体积为多少?
[说明] ①物料在反应器内的流动模型为活塞流;②该气一固催化反应前后分子数发生变化。
在固定床催化反应器内进行如下合成反应
已知该反应动力学方程为:,若cC2H2=cHCl则-rA=kcC2H2
433K时,k=0.0965s-1,空隙率ε=0.4。试求:当每小时处理2845m3混合原料气,C2H2的转化率达67%时,催化床层体积为多少?
[说明]①物料在反应器内的流动模型为活塞流;②该气—固催化反应前后分子数发生变化。
今有含SO2的空气需要净化处理。采用以活性炭为催化剂,以水为液体介质的滴流床反应器,在0.101MPa,25℃下将SO2氧化为SO3,溶于水而成稀硫酸从反应器底部流出。反应的控制步骤是O2在催化剂表面的吸附,以O2表示的反应速率
rA=ηρPkcAS[mol/(cm3·s)](按床层体积计)
式中,cAS为催化剂表面处的O2浓度,单位为mol/cm3。已知:内扩散有效因子η=0.6,堆密度ρb=1.0g/cm3,1级反应速率常数k=0.06cm3/(g·s),床层空隙率ε=0.3,kLSaS=0.3s-1,kLaL=0.03s-1,气体流量为100cm3/s,O2在水中溶解度的亨利常数H=5.0,反应器直径10cm,塔顶入口处气体的摩尔分数分别为SO22%,O219%,N279%。试求SO2转化率为80%时滴流床反应器的床层高度。