题目

6某反应器可将污染物 A转化成无害的物质 C,该反应可视为一级反应,速率常数 k为1.0 h -1,设计转化率xa为99%。由于该反应器相对较细长,设计人员假定其为平推流反应,来计算反应器参数。但是,反应器的搅拌装置动力较强,实际的 混和已满足完全混和流反应器要求。已知物料流量为 304.8m3/h,密度为1.00kg/L ;反应条件稳定且所有的反应均发生在反应器中。(1)按照PFR来设计,反应器体积为多少,得到的实际转化率为多少?(2)按照CSTR来设计,反应器体积又为多少?

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某反应器可将污染物 A转化成无害的物质 C,该反应可视为一级反应,速率常数 k为1.0 h -1,设计转化率xa为99%。

由于该反应器相对较细长,设计人员假定其为平推流反应,来计算反应器参数。但是,反应器的搅拌装置动力较强,实际的 混和已满足完全混和流反应器要求。已知物料流量为 304.8m3/h,密度为1.00kg/L ;反应条件稳定且所有的反应均发生在反

应器中。

(1)按照PFR来设计,反应器体积为多少,得到的实际转化率为多少?

(2)按照CSTR来设计,反应器体积又为多少?

题目解答

答案

解: ( 1)对于一级反应,在 PFR反应器中有

可得 1 • t = ln100，即 T= 4.6 h

所以反应器体积为

3

V= qv t = 1403m

该反应器实际为

CSTR反应器，_则 k

=ln

CA0

c 有 k ：

Ca

二竝1

Ca

c

1 4.6二」 1，计算可得 ca'= 0.179c

Ca'

所以实际转化率

Xa'= 82.1 %

(2)对于一级反应，在

CSTR反应器中有k =

.Caq

-1

1 • T = 100— 1

计算可得 t = 99 h 所以反应器体积 V= qv t= 30175m