问答题

【计算题】某气－固相一级不可逆催化反应，已知反应温度为350℃，在该温度下反应速度为1.15×10^-5[mol／cm³.s]，颗粒外表面A组分的浓度为1.1×10^-5[mol／cm³]，A的分子量为128，催化剂颗粒为球形，直径为0.18cm，颗粒密度为ρp=1.0g／cm³，孔隙率θ＝0.48，比表面Sg＝468m²/g，曲节因子δ＝2.9，若分子扩散可不考虑，试求催化剂的内扩散效率因子。

答案：

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【计算题】
体积为100立方米的管式反应器内部充填半径为2.50毫米的球形颗粒催化剂，气体稳定时，每秒有0.24kmol的反应物A按等温一级不可逆反应分解，反应物A在颗粒内的有效扩散系数为1.2×10^-6m²/s，气流中反应物A的分压为0.10133MPa，T＝700K。
（1）试估计催化剂颗粒内部的内扩散效率因子。
（2）若催化剂的活性提高一倍，微孔的有效扩散系数下降为7×10^-7m²／s，问内扩散效率因子为多少?
（3）若催化剂活性提高一倍，有效扩散系数仍为7×10^-7m²／s，如果要求内扩散效率因子不变，问催化剂颗粒大小为多少？

答案：

【计算题】用直径为6毫米的球形催化剂进行一级不可逆反应A→R+P，气相中A的摩尔分数y_A＝0.50，操作压力P＝0.10133MPa，反应温度T＝500℃，已知单位体积床层的反应速度常数为0.333s^-1，床层空隙率为0.5，组分A在颗粒内的有效扩散系数为0.00296cm²/s，外扩散传质系数为40m/h，计算传质速度。

答案：