题目
对于自催化反应,最合适的反应器为。 ( )A. 全混流反应器B. 平推流反应器C. 循环操作的平推流反应器D. 全混流串接平推流反应器
对于自催化反应,最合适的反应器为。 ( )
A. 全混流反应器
B. 平推流反应器
C. 循环操作的平推流反应器
D. 全混流串接平推流反应器
题目解答
答案
D. 全混流串接平推流反应器
解析
自催化反应的特点是反应过程中生成的产物会作为催化剂加速反应速率。这类反应通常分为两个阶段:初期反应速率较低(催化剂浓度低),后期反应速率急剧上升(催化剂浓度积累)。因此,选择反应器时需兼顾初期的混合效率和后期的反应控制。
关键点:
- 初期需要混合:促进催化剂均匀生成。
- 后期需避免失控:平推流可控制反应推进,防止局部过热。
选项分析
A. 全混流反应器(CSTR)
- 优点:混合均匀,适合初期催化剂生成。
- 缺点:后期反应速率过快时,全混流可能导致温度失控,且无法有效分离产物,影响安全性和效率。
B. 平推流反应器(PFR)
- 优点:流动方向浓度、温度梯度可控,适合后期快速反应。
- 缺点:初期催化剂浓度低时,混合不足,反应启动困难。
C. 循环操作的平推流反应器
- 优点:通过循环维持一定催化剂浓度。
- 缺点:系统复杂,循环过程可能引入额外能耗或安全隐患。
D. 全混流串接平推流反应器
- 优点:
- 初期全混流:促进催化剂均匀生成,提高反应启动效率。
- 后期平推流:控制反应速率,避免局部过热,确保高转化率。
- 关键匹配性:分阶段处理自催化反应的特性,综合性能最优。