今有含SO₂的空气需要净化处理，采用以活性碳为催化剂，以水为液体介质的滴流床反应器在0.101Mpa，25℃下将SO₂氧化为SO₃，溶于水而成稀硫酸从反应器底部流出，反应的控制步骤是氧在催化剂表面的吸附，反应速率可用下式表示：

气体A与液体B的反应为不可逆反应,对A为一级,对B为零级,已知三种情况下反应速率常数k,液侧传质系数k_L,组分A在液相中的扩散系数D_AL以及液相体积与液膜之比α值如下:

试分别计算这三种情况下的增大因子和有效因子值,并对计算结果进行比较与讨论.

用1.2M的氨水吸收某生产装置出口气中的二氧化喘,当气流主体中二氧化碳分压为1.013×10^-3Mpa时,该处的二氧化碳吸收速率为多少?已知:液相中CO₂和NH₃的扩散系数均为3.5×10^-5cm²/s,二级反应速率常数为38.6×10⁵cm³/mols,二氧化碳的溶解度系数为1.53×10^-10mol/cm³Pa,kL=0.04cm/s,kG=3.22×10^-10mol/cm²sPa,相界面积aL=2.0cm²/cm³.

在充填10m³催化剂的绝热固定床反应器中进行甲苯氢解反应以生产苯:

式中CT和CH分别为甲苯和氢的浓度,kmol/m³,甲苯转化速率rT的单位为kmol/m³s,反应热效应=-49974 J/mol,为简化计,反应气体可按理想气体处理,平均定压热容为常数,等于4.23J/molK.

在内径为5.1cm的固定床反应器中常压下进行萘氧化反应:采用直径为0.318cm的球形钒催化剂,该反应可按拟一级反应处理,以床层体积为基准的反应速率常数

温度为641K,试计算热点处气相中萘的浓度.假定外扩散的影响可不考虑,副反应可忽略.

在三段绝热式固定床反应器中进行n级不可逆反应,各段的催化剂量相同,且控制进入各段的反应物料温度相等.若n>0,试问：
(1)哪一段的净转化率最大?哪一段最小?
(2)若段间采用冷激方法进行降温,试问第一段与第二段之间和第二段与第三段之间哪处需加入的冷激剂量多?为什么?
(3)若n<0,对问题(1),(2)是否还能作出肯定性的回答?为什么?

在一列管式固定床反应器中进行邻二甲苯氧化制苯酐反应,管内充填高及直径均为5mm的园柱形五氧化二钒催化剂,壳方以熔盐作冷却剂,熔盐温度为370℃,该反应的动力学方程为:
式中PA为邻二甲苯的分压Pa,P⁰B为O₂的初始分压Pa,反应热效应△Hr=-1285kJ/mol,反应管内径为25mm,原料气以9200kg/m²h的流速进入床层,其中邻二甲苯为0.9%,空气为99.1%(mol),混合气平均分子量子力为29.45,平均热容为1.072kJ/kgK,床层入口温度为370℃,床层堆密度为1300kg/m³,床层操作压力为0.1013Mpa(绝对),总传热系数为69.8w/m²K,试按拟均相一维活塞流模型计算床层轴向温度分布,并求最终转化率为73.5%时的床层高.计算时可忽略副反应的影响.