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 = 1000 L, k = 0.05 min⁻¹Q = 25 L/minCA0​ = 0.5 mol/LCA​ = ?

液相一级反应 A → B(k = 0.05 min⁻¹)在一个 1000 L 的连续搅拌釜式反应器(CSTR)中进行。 进料流量为 25 L/min,CA0 = 0.5 mol/L。密度恒定,反应器处于稳态。求出口浓度 CA。

V = 1000 LQ = 25 L/mink = 0.05 min⁻¹CA0 = 0.5 mol/L
CA = mol/L
2.简单
τ = ?k = 0.08 min⁻¹X = 60%

一个 k = 0.08 min⁻¹ 的液相一级反应在稳态 CSTR 中进行。达到 60% 转化率需要多大的空时 τ?

k = 0.08 min⁻¹X = 60%
τ = min
3.中等
Q = 5 L/minX = 95%V = ?, k = 0.5 min⁻¹

一个 k = 0.5 min⁻¹ 的液相一级反应 A → B 在进料流量为 5 L/min 的平推流反应器(PFR)中进行。 密度恒定,反应器处于稳态。求使 A 的转化率达到 95% 所需的反应器体积 V,以升计。

Q = 5 L/mink = 0.5 min⁻¹X = 95%
V = L
4.中等
Q = 50 L/minX = 60%V = ?, k = 0.25 min⁻¹

一个 k = 0.25 min⁻¹ 的液相一级反应 A → B 在进料流量为 50 L/min 的平推流反应器(PFR)中进行。 密度恒定,反应器处于稳态。求使 A 的转化率达到 60% 所需的反应器体积 V,以升计。

Q = 50 L/mink = 0.25 min⁻¹X = 60%
V = L
5.困难
V = 1500 LV = 1500 LQ = 20 L/minX = ?

一个液相一级反应(k = 0.1 min⁻¹)在两个串联的相同 CSTR 中进行,每个 1500 L。进料流量为 20 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 = 1500 L (×2)Q = 20 L/mink = 0.1 min⁻¹
X = %
6.困难
V = 1000 LV = 1000 LQ = 50 L/minX = ?

一个液相一级反应(k = 0.4 min⁻¹)在两个串联的相同 CSTR 中进行,每个 1000 L。进料流量为 50 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 = 1000 L (×2)Q = 50 L/mink = 0.4 min⁻¹
X = %

答案

  1. 1. CA = 0.1667 mol/L
  2. 2. τ = 18.75 min
  3. 3. V = 29.96 L
  4. 4. V = 183.3 L
  5. 5. X = 98.62 %
  6. 6. X = 98.77 %

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