清华大学环境工程原理

③ 提高kLA：改善传质，即提高A在液相中的扩散系数DLA，减少液膜厚度δL

二、解：

（1）在间歇反应器中，A转化率为 xA=1-nA/nA0

B转化率为 xB=1-nB/nB0

（2）在半间歇反应器中，A转化率为

B转化率为

（3）在连续反应器中，A转化率为

B转化率为

三、解：（1）测定消除外扩散影响的实验条件

①在一反应器内装入质量为m1的催化剂，此时的填充层高度为h1，在保持相同温度T、压力P、进口物料组成的条件下，改变进料流量qnA0，测定相应的转化率xA；

②在同一反应器内装入质量为m2的催化剂，此时的填充层高度为h2，在同样的温度、压力、进口物料组成的条件下测定不同qnA0时的xA；

③做xA～m/qnA0曲线，求两曲线重合处的进料流量qVt和流速。

（2）测定消除内扩散影响的实验条件

①保持温度、压力、进口物料组成不变，选取进料流量qnt和催化剂填装量m1，改变催化剂粒径dp，测定相应的转化率xA；

曲线中xA不随dp变化而变化的区域，则为无内扩散阻力的粒径条件。②做xA～dp曲线，

选取该区域的催化剂，粒径为dpt

（3）测量本征速率方程

在相同反应器中，保持温度、压力、进口物料组成不变，选取催化剂粒径为dpt、进料流量为qVt，则可消除内外扩散的影响。改变进料浓度cA0，测定出口浓度cA，根据积分法或微分法计算本征速率方程。

四、解：对于一级不可逆液相反应，完全混合流连续反应器体积为1m3，则有 xA=1 nAnA0+qnA0t xB=1-nB/nB0 xA=1-qA/qnA0 xB=1-qB/qnB0

τ=

反应器出口反应物A浓度 V1==10h qV0.1cA=cA0(1+kτ)=cA0(1 xA)

则一级反应速率常数 k=0.4h-1

（1）2个完全混合流连续反应器串联，单个反应器的空间时间

τ1=

反应器出口反应物A浓度 V10.5==5h qV0.1cA=cA0(1+kτ1)=(1+0.4 5)=6.67mmol/m3

转化率 xA＝88.9%

（2）5个完全混合流连续反应器串联，单个反应器的空间时间 22