清华大学环境工程原理

环境工程原理期末考试试题（反应工程原理部分）

2006年1月12日

一、简答题（每题6分，共24分）

1.简要阐述环境净化与污染控制技术原理体系以及在实际工程中实现污染物高效、快速去除的基本技术路线。

2.对于不可逆液相反应，利用间歇反应器和理想平推流反应器进行反应操作时的基本方程有何异同？简要分析其理由。

3.简述影响球形催化剂有效系数的主要因素及其产生的影响。

4.分析气－液相快速反应的特点。根据气－液相拟一级快速反应的宏观速率方程，简述提高反应速率的措施。

二、对于二级不可逆液相反应αAA+αBB→P,试分别给出利用间歇反应器、半间歇反应器（B

一次性加入，A连续加入）和连续反应器进行反应操作情况下，A和B的转化率的定义式。(10分)

三、某研究单位拟利用以粒状活性炭为载体的二氧化钛催化剂进行水中低浓度有机污染物A

的分解研究。已知A的分解反应为不可逆反应，现需要确定该反应的本征速率方程（－

。请你为该研究单位设计一个系统的、可操作性强的实验方案（利用间歇反应rA=kcAn）

器）。（20分）

四、对于一级不可逆液相反应A → P，利用有效体积为1m3的完全混合流连续反应器进行动力学实验。将A的浓度为60mmol/m3的液体以0.1m3/h速度流入反应器，在20oC条件下，A的转化率达为80％，试回答以下问题。（共25分）

（1）在同样的反应物料流量和温度条件下，利用2个有效体积为0.5m3的完全混合流连

续反应器进行串联操作，试计算A的转化率？

（2）在同样的反应物料流量和温度条件下，利用5个有效体积为0.2m3的完全混合流连

续反应器进行串联操作，试计算A的转化率？

（3）在同样的反应物料流量和温度条件下，利用有效体积为1m3的理想平推流反应器进

行反应操作，试计算A的转化率？

（4）在同样的温度条件下，利用间歇反应器进行反应操作，要使A的去除率达到80％，

反应时间应为多少？

（5）根据以上计算结果，讨论反应器操作方式对转化率的影响并简要解释其原因。

五、利用如图所示的细胞循环反应器进行某细菌的培养，进料速率qv0=1 m3/h, S0=2 g/m3, X0=0, V=1m3。已知该细菌的比生长速率μ与基质浓度S之间的关系符合Monod方程，

－（21已知μmax，A=2 h1, Ks =0.5 g/ m3，每消耗2g基质生成1g细胞。试回答以下问题。

分）

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