問答題

【計(jì)算題】石油煉制過程中，常需要用空氣進(jìn)行催化劑的燒焦反應(yīng)，使催化劑再生，反應(yīng)可視為一級(jí)不可逆反應(yīng)，已知燒焦反應(yīng)于780℃，1.0133×10⁵Pa下進(jìn)行，球形顆粒直徑為4毫米，催化劑時(shí)本征反應(yīng)速度rA＝0.42[mol／m³.s]，反應(yīng)熱為198000J／mol，有效擴(kuò)散系數(shù)為4.75×10^-7m²／s，有效導(dǎo)熱系數(shù)為0.366[W／m.k]，試求顆粒內(nèi)最大溫差及內(nèi)擴(kuò)散效率因子。

答案：

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【計(jì)算題】某氣－固相一級(jí)不可逆催化反應(yīng)，已知反應(yīng)溫度為350℃，在該溫度下反應(yīng)速度為1.15×10^-5[mol／cm³.s]，顆粒外表面A組分的濃度為1.1×10^-5[mol／cm³]，A的分子量為128，催化劑顆粒為球形，直徑為0.18cm，顆粒密度為ρp=1.0g／cm³，孔隙率θ＝0.48，比表面Sg＝468m²/g，曲節(jié)因子δ＝2.9，若分子擴(kuò)散可不考慮，試求催化劑的內(nèi)擴(kuò)散效率因子。

答案：

【計(jì)算題】
體積為100立方米的管式反應(yīng)器內(nèi)部充填半徑為2.50毫米的球形顆粒催化劑，氣體穩(wěn)定時(shí)，每秒有0.24kmol的反應(yīng)物A按等溫一級(jí)不可逆反應(yīng)分解，反應(yīng)物A在顆粒內(nèi)的有效擴(kuò)散系數(shù)為1.2×10^-6m²/s，氣流中反應(yīng)物A的分壓為0.10133MPa，T＝700K。
（1）試估計(jì)催化劑顆粒內(nèi)部的內(nèi)擴(kuò)散效率因子。
（2）若催化劑的活性提高一倍，微孔的有效擴(kuò)散系數(shù)下降為7×10^-7m²／s，問內(nèi)擴(kuò)散效率因子為多少?
（3）若催化劑活性提高一倍，有效擴(kuò)散系數(shù)仍為7×10^-7m²／s，如果要求內(nèi)擴(kuò)散效率因子不變，問催化劑顆粒大小為多少？

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