题目

一级不可逆反应在一个全混流反应器中进行，求在 50^circmathrm(C) 反应转化率达 70% 所需的空时。若 v_(0)=10mathrm(~m)^3/mathrm(h)，求反应器体积V。已知：A arrow R-r_(A) = kC_(A) = kC_(A0)(1-x_(A))，mathrm(kmol)/(mathrm(m)^3 cdot mathrm(h))k = 9.52 times 10^9 e^-7448.4/T，mathrm(h)^-1C_(A0) = 2.30mathrm(~kmol)/mathrm(m)^3，C_(R0) = 0

一级不可逆反应在一个全混流反应器中进行，求在 $50^{\circ}\mathrm{C}$ 反应转化率达 $70\%$ 所需的空时。若 $v_{0}=10\mathrm{~m}^{3}/\mathrm{h}$，求反应器体积$V$。已知：$A \rightarrow R$ $-r_{A} = kC_{A} = kC_{A0}(1-x_{A})$，$\mathrm{kmol}/(\mathrm{m}^{3} \cdot \mathrm{h})$ $k = 9.52 \times 10^{9} e^{-7448.4/T}$，$\mathrm{h}^{-1}$ $C_{A0} = 2.30\mathrm{~kmol}/\mathrm{m}^{3}$，$C_{R0} = 0$

题目解答

答案

根据题目给出的 $ k = 9.52 \times 10^9 e^{-7448.4/T} $，在 $ T = 323.15 \, \text{K} $ 下，$ k \approx 1.02 \, \text{h}^{-1} $。对于 CSTR，$ \tau = \frac{x_A}{k (1 - x_A)} = \frac{0.7}{1.02 \times 0.3} \approx 2.29 \, \text{h} $。反应器体积为： \[ V = \tau v_0 = 2.29 \times 10 = 22.9 \, \text{m}^3 \] 最终结果： - 空时 $ \tau \approx 2.29 \, \text{h} $。 - 反应器体积 $ V \approx 22.9 \, \text{m}^3 $。