反应器尺寸计算(CSTR 与 PFR)练习卷(附答案)

免费可打印的反应器尺寸计算(CSTR 与 PFR)练习卷:6 道题,从简单到考试水平,附答案。可打印或另存为 PDF。

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1.简单
V = 500 L, k = 0.2 min⁻¹Q = 25 L/minCA0​ = 1.5 mol/LCA​ = ?

液相一级反应 A → B(k = 0.2 min⁻¹)在一个 500 L 的连续搅拌釜式反应器(CSTR)中进行。 进料流量为 25 L/min,CA0 = 1.5 mol/L。密度恒定,反应器处于稳态。求出口浓度 CA。

V = 500 LQ = 25 L/mink = 0.2 min⁻¹CA0 = 1.5 mol/L
CA = mol/L
2.简单
V = ?, k = 0.1 min⁻¹Q = 50 L/minX = 75%

一个 k = 0.1 min⁻¹ 的液相一级反应 A → B 在进料流量为 50 L/min 的连续搅拌釜式反应器(CSTR)中进行。 密度恒定,反应器处于稳态。求使 A 的转化率达到 75% 所需的反应器体积 V,以升计。

Q = 50 L/mink = 0.1 min⁻¹X = 75%
V = L
3.中等
QX = 60%与 CSTR 的 Q、k 和 X 相同

一个液相一级反应须达到 60% 的转化率。在进料流量、速率常数和转化率都相同时,CSTR 的体积须是 PFR 的多少倍?求该比值 VCSTR/VPFR。

X = 60%一级反应,k 和 Q 相同
VCSTR/VPFR =
4.中等
QX = 70%与 CSTR 的 Q、k 和 X 相同

一个液相一级反应须达到 70% 的转化率。在进料流量、速率常数和转化率都相同时,CSTR 的体积须是 PFR 的多少倍?求该比值 VCSTR/VPFR。

X = 70%一级反应,k 和 Q 相同
VCSTR/VPFR =
5.困难
V = 150 LV = 150 LQ = 10 L/minX = ?

一个液相一级反应(k = 0.12 min⁻¹)在两个串联的相同 CSTR 中进行,每个 150 L。进料流量为 10 L/min,密度恒定,反应器处于稳态。求总转化率 X,以百分比计。

V = 150 L (×2)Q = 10 L/mink = 0.12 min⁻¹
X = %
6.困难
V = 800 LQ = 50 L/minX = ?

一个液相一级反应(k = 0.12 min⁻¹)在进料流量为 50 L/min 的 800 L CSTR 中进行。密度恒定,反应器处于稳态。求转化率 X,以百分比计。

V = 800 LQ = 50 L/mink = 0.12 min⁻¹
X = %

答案

  1. 1. CA = 0.3 mol/L
  2. 2. V = 1500 L
  3. 3. VCSTR/VPFR = 1.637
  4. 4. VCSTR/VPFR = 1.938
  5. 5. X = 87.24 %
  6. 6. X = 65.75 %

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