2011年研究生反应工程试题 doc

武汉工程大学（硕、博士）研究生试卷（第 1 页）

1. 在一个循环比很大的填充床反应器内（假设为全混流）进行下列反应，A→4R，反应温度下：rA＝96cA,mol/（kg催化剂.hr）.若进料流量为2000molA/hr，cA0=0.1mol/l, 为达到35%的转化率，试确定催化剂的量。

2. 进料中含反应物A为1mol/l，使用一装填有催化剂的管式反应器，R的产量为100mol/h，在填充床内反应A→R按零级反应进行，即rA’=1mol/(kg.h)，原料价格为1元/molA，反应器和催化剂的费用为1元/（kg催化剂.hr），未反应的A可以回收。试问： （1）试确定最优转化率；

（2）在最优转化率条件下R的成本。

武汉工程大学（硕、博士）研究生试卷（第 2 页）

3. 流化床一级催化反应，反应气体（u0=0.3m/s, v0=0.3∏m3/s）自下而上通过一直径2m的流化床（umf=0.03m/s，空隙率mf=0.5）,床层内催化剂载量为7吨（w=7000kg，密度为2000kg/m3）。其反应为：A→R，rA’＝k’cA，k’=400×10-6m3fluid/(kg.s)。 已知：cA0=100mol/m3，D＝20×10-6m2/s，试求： （1） 计算反应的转化率；

（2） 求出床层内固体颗粒与之相接触的A组分的平均浓度； （3） 如假设气体从上而下流过床层为活塞流，求出这种情况下反应

的转化率；

（4） 如假设气体从上而下流过床层为全混流，求出这种情况下反应

的转化率；

武汉工程大学（硕、博士）研究生试卷（第 3 页）

武汉工程大学（硕、博士）研究生试卷（第 4 页）

4. 于活性逐渐降低的催化剂上，进行下述反应（忽略热效应）：A→R，

rA’=2.4×104e(-7000/T)cA2a -da/dt=2.6×1018e(-25000/T)a

采用填充床，于500K、0.2MPa进料，FA0=500mol/min，cA0=50mol/m3, 如反应器在500K下操作，希望转化率为90%，则需要新鲜催化剂为多少kg？

武汉工程大学（硕、博士）研究生试卷（第 5 页）

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