题目
[例2.8]液相一级不可逆反应: arrow B+C 于常温下在体积为2m^3的全混流反应器中进-|||-行等温反应,进口反应物浓度为 (m)^3, 体积流量为 https:/img.zuoyebang.cc/zyb_fe8e5b6bd4169eb5642e531a10395626.jpg(m)^3/h, 出口转化率为0.8。因后续工段-|||-设备故障,出口物料中断。为此,操作人员紧急停止反应器进料。半小时后故障排除,生产恢复。-|||-试计算生产恢复时反应器内物料的转化率为多少?
题目解答
答案
解析
步骤 1：确定反应速率常数
根据全混流反应器的设计方程，可以求出反应速率常数 $k$。全混流反应器的体积 $V$ 为2m^3，体积流量 $q_0$ 为1m^3/h，进口反应物浓度 $C_{A0}$ 为1kmol/m^3，出口转化率 $X_A$ 为0.8。根据全混流反应器的设计方程 $r = \frac{V}{q_0} = \frac{C_{A0}X_A}{r_A}$，可以求出反应速率常数 $k$。
步骤 2：计算生产恢复时的转化率
当全混流反应器切断进料后，反应器内的物料转化为间歇反应器。根据间歇反应器的设计方程，可以求出生产恢复时反应器内物料的转化率 $X_A$。间歇反应器的设计方程为 $kT = -\int_{C_{A0}}^{C_A} \frac{dC_A}{r_A} = \int_{X_{A0}}^{X_A} \frac{dX_A}{1-X_A}$，其中 $T$ 为反应时间，$X_{A0}$ 为初始转化率，$X_A$ 为最终转化率。
根据全混流反应器的设计方程，可以求出反应速率常数 $k$。全混流反应器的体积 $V$ 为2m^3，体积流量 $q_0$ 为1m^3/h，进口反应物浓度 $C_{A0}$ 为1kmol/m^3，出口转化率 $X_A$ 为0.8。根据全混流反应器的设计方程 $r = \frac{V}{q_0} = \frac{C_{A0}X_A}{r_A}$，可以求出反应速率常数 $k$。
步骤 2：计算生产恢复时的转化率
当全混流反应器切断进料后，反应器内的物料转化为间歇反应器。根据间歇反应器的设计方程，可以求出生产恢复时反应器内物料的转化率 $X_A$。间歇反应器的设计方程为 $kT = -\int_{C_{A0}}^{C_A} \frac{dC_A}{r_A} = \int_{X_{A0}}^{X_A} \frac{dX_A}{1-X_A}$，其中 $T$ 为反应时间，$X_{A0}$ 为初始转化率，$X_A$ 为最终转化率。