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化学反应工程习题与答案


1. 化学反应工程是一门研究______________的科学。 (化学反应的工程问题) 2. 化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的科学,既以_______作为研究对象, 又以_______为研究对象的学科体系。 (化学反应、工程问题) 3. _______是化学反应工程的基础。 三传一反) ( 4. 化学反应过程按操作方法分为_______、_______、_______

操作。 (分批式操作、连 续式操作、半分批式) 5. 化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指_______、_______、_______。 (传质、 传热、动量传递) 6. 不论是设计、放大或控制,都需要对研究对象作出定量的描述,也就要用数学式来 表达个参数间的关系,简称_______。 (数学模型) 7. 在建立数学模型时,根据基础资料建立物料、热量和动量衡算式的一般式为 _______。 (累积量=输入量-输出量) 8.“三传一反”是化学反应工程的基础,其中所谓的一反是指_______。 (D) A.化学反应 B. 反应工程 C. 反应热力学 D. 反应动力学 9.“三传一反”是化学反应工程的基础,下列不属于三传的是_______。 (A) A. 能量传递 B. 质量传递 C. 热量传递 D. 动量传递
1. 均相反应是指_。 (参与反应的物质均处于同一相)

p
2. aA + bB
pP + sS 对于反应,则 r P ? _______ ( ? r A ) 。 a ) (

?K ?

nK0 ? nK n

K0 3.着眼反应组分 K 的转化率的定义式为_______。 ( ) 4.当计量方程中计量系数的代数和等于零时,这种反应称为_______,否则称为_______。 (等分子反应、非等分子 反应)
? ? 5. 化学反应速率式为 ? r A ? K C C A C B ,用浓度表示的速率常数为 K C ,假定符合理想气体状态方程,如用压力表

示的速率常数 K P ,则 K C =_______ K P 。 (

( RT )

(? ? ? )


K
f

6. 化学反应的总级数为 n,如用浓度表示的速率常数为 K C ,用逸度表示的速率常数 ( ( RT ) )
n

,则 K C =_______

K

f



K 7. 化 学 反 应 的 总 级 数 为 n , 如 用 浓 度 表 示 的 速 率 常 数 为 K C , 用 气 体 摩 尔 分 率 表 示 的 速 率 常 数

y

,则

? RT ? ? ? ? ? K C =_______ K y 。 ? p ? ) (
8.在构成反应机理的诸个基元反应中,如果有一个基元反应的速率较之其他基元反应慢得多,他的反应速率即代表 整个反应的速率,其他基元反应可视为处于_______。 (拟平衡常态) 9.当构成反应机理的诸个基元反应的速率具有相同的数量级时,既不存在速率控制步骤时,可假定所有各步基元反 应都处于_______。 (拟定常态) 10. 活化能的大小直接反映了______________对温度的敏感程度。 (反应速率) 11. 一个可逆的均相化学反应,如果正、逆两向反应级数为未知时,采用______________法来求反应级数。 (初始 速率法) 12.生成主产物的反应称为_______,其它的均为_______。 (主反应、副反应)
P (主 ) A

n

13. 平行反应 数。 (浓度、温度) 14. 如果平行反应 高温度)

S (副 )

均为一级不可逆反应,若 E 主 > E 副 ,选择性 Sp 与_______无关,仅是_______的函

A ? P (主 ) A ? S (副 )

均为一级不可逆反应,若

E主



E副

,提高选择性

SP

应____

_。(提

K1

K2

15. 一级连串反应 A

P
C A0
1

S 在全混流釜式反应器中,则目的产物 P 的最大浓度 C P , max ? ______、

? opt ?

______。 [( K 2 / K 1 ) (
K1

1/ 2

? 1] 、
2

K 1K 2



K2

16. 一级连串反应 A

P
[ k 2 /( k 2 ? k 1 )]

S 在平推流反应器中,则目的产物 P 的最大浓度 C P , max ? _______、

t opt

? k1 ? ? ? ?k ? ? ______。 ? 2 ? (

ln( k 2 / k 1 )


k 2 ? k1
K2


S 在间歇式全混流反应器中,则目的产物 P 的最大浓度

K1

17. 一 级 连 串 反 应 A

P

C P ,m a x ?

_______、

t opt

? k1 ? ? ? ?k ? ? ? 2 ? ______。 (
K1 K2

[ k 2 /( k 2 ? k 1 )]

ln( k 2 / k 1 )


k 2 ? k1



P S 在平推流反应器中, 18. 一级连串反应 A 为提高目的产物 P 的收率, 应______ 低) 19.链反应的三个阶段为_______、_______、_______。 (链的引发、链的传播、链的终止) 20.下列属于均相反应的是_______。 (B) A. 煤炭燃烧 B. 氢气燃烧 C. 离子交换 D. 加氢裂解 21.下列属于均相反应的是_______。 (A) A. 乙酸乙酯水解 B. CuO 的还原 C. 加氢脱硫 D. 电石水解 22.下列属于均相反应的是_______。 (C) A. 催化重整 B. 催化裂解 C. HCl 与 NaOH 的中和 D. 水泥制造 23.下列属于非均相反应的是_______。 (D) A. 乙酸乙酯水解 B. 氢气燃烧 C. HCl 与 NaOH 的中和 D. 催化裂解 24.下列属于非均相反应的是_______。 (B) A. 乙酸和乙醇的酯化 B. 加氢脱硫 C. 氢气燃烧 D. 烃类气相裂解

k 2 / k1 。 (降

25.化学反应 A. CO 26.化学反应 A. NO

CO ? 3 H 2 ? CH
B.

4

? H 2 O ,其中化学反应计量系数为-1 的是哪种物质______。 (A)
C.

H2

CH

4

D.

H 2O

2 NO ? 2 H 2 ? N 2 ? 2 H 2 O ,其中化学反应计量系数为+2 的是哪种物质______。 (D)
B.

H2

C.

N2

D.

H 2O

27.对于一非恒容均相化学反应 α A A

α BB

,反应组分 A 的化学反应速率 ? r A ? _______。 (A)
? rA ? ? dC dt
A

A.

? rA ? ?

dn

A

Vdt

B.

? rA ? ?

dn B Vdt

C.
α BB

D.

? rA ? ?

dC dt

B

28.对于一非恒容均相化学反应 α A A

,反应产物 B 的化学反应速率 r B ? _______。 (B)
rB ? dC dt
A

A.

rB ?

dn

A

Vdt

B.

rB ?

dn

B

rB ?
D.

dC dt

B

Vdt

C.

29.对于反应 aA + bB
p

pP + sS ,则 rP ? _______ ( ? r A ) 。 (A)

p

a

|a|

A. | a | 30.对于反应 aA + bB
b

B. a

C. p

D.

p

pP + sS ,则 rP ? _______ ( ? r B ) 。 (C)

p

p

|b |

A.

p

B. b

C. | b |

D.

p

31.气相反应 4A + B → 3R + S 进料时无惰性气体,A 与 B 以 3∶1 的摩尔比进料,则膨胀因子 ? A =_______。 (C) A. 1/4 B. 2/3 C. –1/4 D. –2/3 32.气相反应 A + B → 3P + S 进料时无惰性气体,A 与 B 以 1∶1 摩尔比进料,则膨胀因子 A. –2 B. –1 C. 1 D. 2

? A =_______。 (D)

33.气相反应 2A + B → 3P + S 进料时无惰性气体,A 与 B 以 2∶1 摩尔比进料,则膨胀因子 ? A =_______。 (C) A. –1 B. –1/2 C. 1/2 D. 1 34.气相反应 2A + B → 3P + S 进料时无惰性气体,A 与 B 以 3∶2 摩尔比进料,则膨胀因子 ? A. –1 B. 1/3 C. 2/3 D. 1 35.气相反应 C O + 3 H 2 =_______。 (A) A. –2 36.气相反应 2N O + H 2
C H 4 + H 2O
B

=_______。 (D)

进料时无惰性气体, CO 与 C. 1 D. 2

H 2 以 1∶2 摩尔比进料,则膨胀因子

? CO

B. -1

N 2 + H 2 O 2 进料时无惰性气体, NO 与 H

2

以 1∶2 摩尔比进料,则膨胀因

? 子 NO =_______。 (B) A. –1 B. –1/2
37. 气 相 反 应
N 2 + 3H 2 2N H 3

C. 1/2 进料时无惰性气体,

D. 1

N 2 与 H 2 以 2∶3 摩尔比进料,则膨胀因子
D. 1
KC

2 =_______。 (B) A. –1

?

H

B. –2/3
? rA ? K C C A C B
? ?

C. 2/3

38.化学反应速率式为
KC
? (? ? ? )

,如用浓度表示的速率常数为
(? ? ? )

,用压力表示的速率常数为 K P ,则
?? ? ?

=_______ K P 。 (B) B. ( RT )
(? ? ? )

A. ( RT )

C. ( RT )
?

D. ( RT )
KC

39. 化学反应速率式为
?? ? ?

? rA ? K C C A C B

?

,如用浓度表示的速率常数为
(? ? ? )

,用压力表示的速率常数为 K P ,则
? (? ? ? )

K P =_______ K C 。 (D)

A. ( RT )

B. ( RT ) B. 1

(? ? ? )

C. ( RT )
H2
?1

D. ( RT )

40.反应 C 4 H 1 0 A. 0

2 C 2H 4

+

, k ? 2 .0 s C. 2

?1

,则反应级数 n=_______。 (B) D. 3

41.反应 A + B → C,已知 k ? 0 . 15 s A. 0 B. 1

,则反应级数 n=_______。 (B) C. 2 D. 3

42.反应 3A → P,已知 k ? 0 . 15 mol / l ? s ,则反应级数 n=_______。 (A) A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 43. 反 应 C H 3 C O O H + C H 3 C H 2 O H n=_______。 (C) A. 0 B. 1 44.反应 A. 0
N 2 + 3H 2 2N H 3
C H 3C O O C 2H 5 + H 2O

, 已 知 k ? 2 . 3 l ? s / mol , 则 反 应 级 数 D. 3

C. 2

B. 1

,已知 k ? 0 . 81 l ? s / mol ,则反应级数 n=_______。 (C) C. 2 D. 3 C. 2 C. 2
P(主 )

45.反应 NaOH + HCl A. 0 B. 1

NaCl + H 2 O ,已知 k ? 0 . 1l ? s / mol ,则反应级数 n=_______。 (C)

D. 3 D. 3

46.反应 A + B → C,已知 k ? 0 . 45 mol / l ? s ,则反应级数 n=_______。 (A) A. 0 B. 1 47.下列属于平行反应的是_______。 (C)

A. A + B → P

?A ? B ? P ? P ? B ? R B. ?

A

C.

S(副 )

D.A + B → P = R + S

48.串联反应 A → P(目的)→R + S,目的产物 P 的得率 X P =_______。 (B)

nP ? nP0
A.

nP ? nP0
B.

nP ? nP0
C.

nP ? nP0
D.

n A0 ? n A

n A0

nS ? nS 0

nR ? nR0

49.串联反应 A → P(目的)→R + S,目的产物 P 与副产物 S 的选择性 S P =_______。 (C)

nP ? nP0
A.

nP ? nP0
B.

nP ? nP0
C.

nP ? nP0
D.

n A0 ? n A

n A0

nS ? nS 0

nR ? nR0
nP ? nP0

50.串联反应 A → P(目的)→R + S,目的产物 P 的总收率 ? P =_______。 (A)

nP ? nP0
A.

nP ? nP0
B.

nP ? nP0
C.

n A0 ? n A

n A0
P(主 )

nS ? nS 0

D.

nR ? nR0

A

51.如果平行反应 A. 提高浓度

S(副 ) 均为一级不可逆反应,若 E 主 > E 副 ,提高选择性 S P 应_______。 (B)

B. 提高温度
P(主 ) A

C. 降低浓度

D. 降低温度

52. 如果平行反应 A. 提高浓度

S(副 ) 均为一级不可逆反应,若 E 主 > E 副 ,提高收率 ?

P

应_______。 (C)
? opt ?

B. 降低浓度

C. 提高温度

D. 降低温度 _______。

53.一级连串反应 A → P → S 在全混流釜式反应器中进行,使目的产物 P 浓度最大时的最优空时 (D)
ln( K 2 / K 1 ) ln( K 1 / K 2 )
ln( K 2 / K 1 )
1

A.

K 2 ? K1

B.
K1

K 2 ? K1
K2

C.

K 1K 2

D.

K 1K 2

54.一级连串反应 A (B)
C A0 ( K1 K2
K2

P

S 在全混流釜式反应器中,则目的产物 P 的最大浓度 C P , max ? _______。
K2

)

K 2 ? K1

C A0

A.

B.
K1

[( K 2 / K 1 )
K2

1/ 2

? 1]

2

C A0 (

K2 K1

)

K 2 ? K1

C A0

C.

D.

[( K 1 / K 2 )

1/ 2

? 1]

2

55.一级连串反应 A
C A0 ( K1 K2
K2

P

S 在间歇式反应器中,则目的产物 P 的最大浓度 C P , max ? _______。 (A)

)

K 2 ? K1

C A0

A.

B.
K1

[( K 2 / K 1 )
P

1/ 2

? 1]

2

C A0 (

K2 K1

K2

)

K 2 ? K1

C A0

C.

D.

[( K 1 / K 2 )

1/ 2

? 1]

2

K2

56. 一级连串反应 A (A)
C A0 ( K1 K2
K2

S 在平推流管式反应器中,则目的产物 P 的最大浓度 C P , max ? _______。
K2

)

K 2 ? K1

C A0

A.

B.

[( K 2 / K 1 )

1/ 2

? 1]

2

C A0 (

K2 K1

)

K 2 ? K1

C A0

C.

D.

[( K 1 / K 2 )

1/ 2

? 1]

2

57.一级连串反应 A → P → S 在间歇式反应器中进行,使目的产物 P 浓度最大时的反应时间
1

t opt ?

_______。 (D)

ln( K 1 / K 2 )

ln( K 2 / K 1 )

ln( K 2 / K 1 )

A.

K 1K 2

B.

K 2 ? K1

C.

K 1K 2

D.

K 2 ? K1

58. 一级连串反应 A → P → S 在平推流管式反应器中进行,使目的产物 P 浓度最大时的反应时间 (C)
1

t opt ?

_______。

ln( K 1 / K 2 )

ln( K

2

/ K1)

ln( K 2 / K 1 )

K 1K 2 A. B. K 2 ? K 1 C. K 2 ? K 1 59.下列反应没有涉及到链反应的是_______。 (B) A. 石油裂解 B. 酯化反应 C. 烃类氧化

D.

K 1K 2

D. 聚合反应

1.理想反应器是指_______、_______。[理想混合(完全混合)反应器、平推流(活塞 流或挤出流)反应器] 2.具有良好搅拌装置的釜式反应器按_______反应器处理,而管径小,管子较长和流速

较大的管式反应器按_______反应器处理。 (理想混合反应器、平推流) 3.分批式完全混合反应器操作的优化分析是以_______、_______为目标进行优化的。 (平均生产速率 Y R 最大、生产经费最低) 4.全混流反应器的空时τ 是_______与_______之比。 (反应器的有效容积、进料流体的 容积流速) 5.全混流反应器的容积效率η 为_______与_______之比。 (反应时间 t、空时τ )
V ( ? r A )( ? ? H r )

6.全混流反应器的放热速率 Q G

=______________。 (

v0 ?C p


) ? (T 0 ? U T A
m

7.全混流反应器的移热速率 Q r =______________。 (

T (1 ?

UA v0 ?c P

v0 ?c P

)


dQ r dT dQ G

8.全混流反应器的定常态操作点的判据为_______。 Q G (

? Qr


QG ? Qr
?

dT ) 9.全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为_______、_______。 ( 、 10.全混流反应器的返混_______。 (最大) 11.平推流反应器的返混为_______。 (零) 12.对于恒容的平推流管式反应器_______、_______、_______一致。 (平均停留时间、 反应时间、空时) 13.对于恒容的_______管式反应器平均停留时间、反应时间、空时一致。 (平推流) 14.如果将平推流反应器出口的产物部分的返回到入口处与原始物料混合,这类反应器 为_______的平推流反应器。 (循环操作) 1 对于循环操作的平推流反应器,当循环比β →0 时为_______反应器,而当β →∞时 则相当于_______反应器。 (平推流、全混流 16. 对于循环操作的平推流反应器,当循环比β →0 时反应器内返混为_______,而当 β →∞时则反应器内返混为_______。 (零、最大) 17. 对于绝热操作的放热反应,最合适的反应器类型为_______。 (全混流串平推流) 18. 对于反应级数 n<0 的反应,为降低反应器容积,应选用_______反应器为宜。 (全 混流) 19. 对于反应级数 n>0 的反应,为降低反应器容积,应选用_______反应器为宜。 (平 推流) 20. 对于自催化反应,最合适的反应器为_______。 (全混流串平推流)

21. 对 于 可 逆 的 放 热 反 应 , 使 反 应 速 率 最 大 的 反 应 温 度
? (E 2 ? E1 ) R ln k 0 E 1 C A 0 (1 ? ? A ) k E 2 (C R 0 ? C A 0 ? A )
' 0

T opt ?

_______ 。





22. 对 于 可 逆 的 放 热 反 应 , 达 到 化 学 反 应 平 衡 时 的 温 度 T e ? _______ 。
? (E 2 ? E1 ) R ln k 0 C A 0 (1 ? ? A ) k (C R 0 ? C A 0 ? A )
' 0





23.分批式操作的完全混合反应器非生产性时间 t 0 不包括下列哪一项_______。 (B) A. 加料时间 B. 反应时间 C. 物料冷却时间 D. 清洗釜所用时 间

? 24.在间歇反应器中进行等温二级反应 A → B, r A

? 0 . 01 C A mol / l ? s
2

, C A0 当

? 1m o l

/l

时,

求反应至 C A A. 8500

? 0 . 01 mol / l

所需时间 t=_______秒。 (D) B. 8900 C. 9000
? 0 . 01 C A mol / l ? s

D. 9900 , C A0 当
? 1m o l /l

? 25.在间歇反应器中进行等温一级反应 A → B, r A

时,

求反应至 C A ? 0 . 01 mol / l 所需时间 t=_______秒。 (B) A. 400 B. 460 C. 500 D. 560 26.在全混流反应器中,反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比为_______。 (A) A. 空时τ B. 反应时间 t C. 停留时间 t D. 平均停留时间 t 27.全混流反应器的容积效率η 大于 1.0 时, 且随着 ? A 的增大而增大, 此时该反应的反 应级数 n_______。 (A) A. <0 B. =0 C. ≥0 D. >0 28.全混流反应器的容积效率η 小于 1.0 时, 且随着 ? A 的增大而减小, 此时该反应的反 应级数 n_______。 (D) A. <0 B. =0 C. ≥0 D. >0 29.全混流反应器的容积效率η =1.0 时,该反应的反应级数 n_______。 (B) A. <0 B. =0 C. ≥0 D. >0 30.全混流釜式反应器最多可能有_______个定常态操作点。 (C) A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 31.全混流反应器中有_______个稳定的定常态操作点。 (B) A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 32.对于_______的反应器在恒容反应过程的平均停留时间、反应时间、空时是一致的。 (D) A. 间歇式反应器 B.全混流反应器 C. 搅拌釜式反应器 D. 平推流管式 反应器 33.一级不可逆液相反应 A 操作时间 t
? t 0 ? 2 . 06 h
3

2R , C

A0

? 2 . 30 kmol / m

3

, 出口转化率 x A ? 0 . 7 ,每批

,装置的生产能力为 50000 kg 产物 R/天, M R =60,则反应器的体

积 V 为_______ m 。 (C) A. 19.6 B. 20.2 C. 22.2 D. 23.4 34.对于自催化反应,最合适的反应器为_______。 (D) A. 全混流反应器 B. 平推流反应器 C. 循环操作的平推流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 35.对于绝热操作的放热反应,最合适的反应器为_______。 (D) A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 循环操作的平推流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 36.对于反应级数 n<0 的不可逆等温反应,为降低反应器容积,应选用_______。 (B) A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 循环操作的平推流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 37.对于反应级数 n>0 的不可逆等温反应,为降低反应器容积,应选用_______。 (A) A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 循环操作的平推流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 38.对于可逆放热反应,为提高反应速率应_______。 (C) A. 提高压力 B. 降低压力 C. 提高温度 D. 降低温度

P(主 ) A

39.对于单一反应组分的平行反应 大,则最适合的反应器为_______。 (A) A. 平推流反应器 C. 多釜串联全混流反应器

S(副 )

, 其瞬间收率 ? P 随 C A 增大而单调增

B. 全混流反应器 D. 全混流串接平推流反应器
P(主 )

A S(副 ) ,其瞬间收率 ? P 随 C A 增大而单调 40. 对于单一反应组分的平行反应 下降,则最适合的反应器为_______。 (B) A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 多釜串联全混流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 1.停留时间分布的密度函数在 t<0 时,E(t)=_______。 (0) 2.停留时间分布的密度函数在 t≥0 时,E(t)_______。 (>0) 3.当 t=0 时,停留时间分布函数 F(t)=_______。 (0) 4.当 t=∞时,停留时间分布函数 F(t)=_______。 (1) 5.停留时间分布的密度函数 E(θ )=_______E(t)( t ) 。

1

6.表示停留时间分布的分散程度的量 _______ 。 t ) ( 7.反应器物料的停留时间的分布曲线是通过物理示踪法来测定的,根据示踪剂的输入 方式不同分为_______、_______、_______、_______。 (脉冲法、阶跃法、周期示踪法、 随机输入示踪法) 8.平推流管式反应器 t ? t 时,E(t)=_______。 (∞) 9.平推流管式反应器 t ? t 时,E(t)=_______。 (0) 10.平推流管式反应器 t ? t 时,F(t)=_______。 (1) 11.平推流管式反应器 t < t 时,F(t)=_______。 (0) 12.平推流管式反应器其 E(θ )曲线的方差 ? ? 13.平推流管式反应器其 E(t)曲线的方差 ? 14.全混流反应器 t=0 时
2 t
2

?? ?
2

?

2 t

2

?

_______。 (0)

?
? t t

_______。 (0) )

1

E(t)=_______。 t (
2

e

15.全混流反应器其 E(θ )曲线的方差 ? ? 16.全混流反应器其 E(t)曲线的方差 ?
2 t

?

_______。 (1)
2
2

?

_______。 t ) (

17.偏离全混流、 平推流这两种理想流动的非理想流动, θ ) E ( 曲线的方差 ? ? 为_______。 (0~1) 18.当流体在半径为 R 的管内作层流流动时,在径向存在流速分布,轴心处的流速以 u 0 记,则距轴心处距离为 r 的流速 u r ? _______。 (
u 0 [1 ? ( r R ) ]
2



19.当流体在半径为 R 的管内作层流流动时,管壁处的流速 u R ? _______。 (0)
t
2 3

20.流体在半径为 R 的管内作层流流动的停留时间分布密度函数 E (t) =_______。 2 t ) ( 21.流体在半径为 R 的管内作层流流动的停留时间分布函数 F (t) =_______。 (
C
A

1? (

t 2t

)

2



22.脉冲示踪法测定停留时间分布 C 0 对应曲线为_______。 (E(t)曲线)
C
A

23.阶跃示踪法测定停留时间分布 C 0 对应曲线为_______。 (F(t)曲线) 24.非理想流动不一定是由_______造成的。 (返混) 25.非理想流动不一定是由返混造成的,但返混造成了_______。 (停留时间分布) 26.为了模拟返混所导致流体偏离平推流效果,可借助这种轴向返混与扩散过程的相似 性,在_______的基础上叠加上轴向返混扩散相来加以修正,并认为的假定该轴向返混 过程可以用费克定律加以定量描述,所以,该模型称为_______。 (平推流、轴向分散 模型)
uL

27.在轴向分散模型中,模型的唯一参数彼克莱准数 Pe ? _______。 E z ) ( 28.在轴向分散模型中,模型的唯一参数彼克莱准数愈大轴向返混程度就_______。 (愈 小) 29.轴向分散模型的偏微分方程的初始条件和边界条件取决于采用示踪剂的_______、 _______、_______的情况。 (输入方式、管内的流动状态、检测位置) 30.轴向分散模型的四种边界条件为_______、_______、_______、_______。 (闭—闭 式边界、开—闭式边界、闭—开式边界、开—开式边界)
erf ( y ) ? 2

31.误差函数 erf 的定义式为______________。 (
erf ( y ) ? 2

?

?

y

e

?x

2

dx

0


(0) ?

32.误差函数的定义式为 ( ? 1 、0)

?

?

y

e

?x

2

dx

0

, erf 则

( ?? ) ?

erf _______,

_______。
1? 2 Pe

33. 轴 向 分 散 模 型 的 数 学 期 望 值 ?
2( 1 Pe ) ? 8( 1 Pe )
2

?

_______ , 方 差 ? ?

2

?

_______ 。 [



] 34.流体的混合程度常用_______、_______来描述。 (调匀度 S、流体的混合态) 35.流体的混合程度常用调匀度 S 来衡量,如果 S 值偏离_______,则表明混合不均匀。 (1) 36.微观流体混合的混合态称为_______。 (非凝集态) 37.若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合,这种流体称为_______。 (微观流 体) 38.若流体是以若干分子所组成的流体微团作为单独的运动单元来进行微团之间的混 合,且在混合时微团之间并不发生物质的交换,微团内部则具有均匀的组成和相同停 留时间,这种流体称为_______。 (宏观流体)

39.宏观流体混合的混合态称为_______。 (完全凝集态) 40.介于非凝集态与完全凝集态之间的混合态称为_______。 (部分凝集态) 41.在气—液鼓泡搅拌装置中,气体以气泡方式通过装置,_______是宏观流体,而 _______为微观流体。 (气体、液体) 42.在气—液喷雾塔中液体以液滴形式的分散相,_______是宏观流体,而_______为微 观流体。 (液体、气体) 43.反应级数 n=_______时微观流体和宏观流体具有相同的反应结果。 (1) 44.对于_______反应器,微观流体与宏观流体具有相同的反应结果。 (平推流) 45.当反应级数 n>1 时,宏观流体具有比微观流体_______的出口转化率。 (高) 46.当反应级数 n_______1 时,宏观流体具有比微观流体高的出口转化率。 (>) 47.当反应级数 n<1 时,宏观流体具有比微观流体_______的出口转化率。 (低) 48.当反应级数 n_______1 时,宏观流体具有比微观流体低的出口转化率。 (<〉 49.脉冲示踪法测定停留时间分布对应曲线为_______。 (A) A. E(t)曲线 B. F(t)曲线 C. I(t)曲线 D. y(t)曲线 50.阶跃示踪法测定停留时间分布对应曲线为_______。 (B) A. E(t)曲线 B. F(t)曲线 C. I(t)曲线 D. y(t)曲线 51.平推流流动的 E(t)曲线的方差 ? ? A. 0 B. 0~1
2

?

_______。 (A) C. 1

D. >1

52.全混流流动的 _______。 (C) A. 0 B. 0~1 C. 1 D. >1 53.轴向分散模型的物料衡算方程在_______式边界条件下有解析解。 (D) A. 闭—闭 B. 开—闭 C. 闭—开 D. 开—开 54.轴向分散模型的物料衡算方程的初始条件和边界条件与_______无关。 (C) A. 示踪剂的种类 B. 示踪剂的输入方式 C. 管内的流动状态 D. 检测位置 55.反应级数 n=_______时微观流体和宏观流体具有相同的反应结果。(C) A. 0 B. 0.5 C. 1 D. 2 56.当反应级数 n_______时,宏观流体具有比微观流体高的出口转化率。 (C) A. =0 B. =1 C. >1 D. <1 57.当反应级数 n_______时,宏观流体具有比微观流体低的出口转化率。 (D) A. =0 B. =1 C. >1 D. <1 58.当反应级数 n_______时,微观流体具有比宏观流体高的出口转化率。 (D) A. =0 B. =1 C. >1 D. <1 59.当反应级数 n_______时,微观流体具有比宏观流体低的出口转化率。 (C) A. =0 B. =1 C. >1 D. <1 60 停留时间分布密度函数 E(t)的含义? 答:在定常态下的连续稳定流动系统中,相对于某瞬间 t=0 流入反应器内的流体,在 反应器出口流体的质点中,在器内停留了 t 到 t+dt 之间的流体的质点所占的分率为 E (t)dt(②分) ?0 。 。 61.停留时间分布函数 F(t)的含义? 答:在定常态下的连续稳定流动系统中,相对于某瞬间 t=0 流入反应器内的流体
E ( t ) dt ? 1 . 0
?

E(t)曲线的方差 ? ? ?
2

,在出口流体中停留时间小于 t 的物料所占的分率为 F(t) 。 62.简述描述停留时间分布函数的特征值?

F (t ) ?

?

t

E ( t ) dt

0



答:用两个最重要的特征值来描述——平均停留时间 t 和方差 ? t 。
2

?0 1)1) t 定义式为: ,平均停留时间 t 是 E(t)曲线的分布中心,是 E (t)曲线对于坐标原点的一次矩,又称 E(t)的数学期望。
t ? tE ( t ) dt
2 2)2) ? t 是表示停留时间分布的分散程度的量,在数学上它是指对于平均停留时间

?

?0 的二次矩 。 63.简述寻求停留时间分布的实验方法及其分类? 答:通过物理示踪法来测反应器物 料的停留时间的分布曲线。所谓物理示踪是指采用一种易检测的无化学反应活性的物 质按一定的输入方式加入稳定的流动系统,通过观测该示踪物质在系统出口的浓度随 时间的变化来确定系统物料的停留时间分布。根据示踪剂输入方式的不同大致分为四 种:脉冲法、阶跃法、周期示踪法和随机输入法。 64.简述脉冲示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线?答:脉冲示踪法是在定 常态操作的连续流动系统的入口处在 t=0 的瞬间输入一定量 M 克的示踪剂 A, 并同时在 出口处记录出口物料中示踪剂的浓度随时间的变化。对应的曲线为 E(t)曲线,
?
2 t

?

?

t E ( t ) dt ? t
2

2

E (t ) ?

CA C0

。 65.简述阶跃示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线? 答:阶跃示踪法是对于定常态的连续流动系统,在某瞬间 t=0 将流入系统的流体切换 为含有示踪剂 A 且浓度为 C A 0 的流体, 同时保持系统内流动模式不变, 并在切换的同时, 在出口处测出出口流体中示踪剂 A 的浓度随时间的变化。对应的曲线为 F(t) ,
F (t ) ? CA C A0

。 66.简述建立非理想流动的流动模型的步骤? 答:1)通过冷态模型实验测定实验装置 的停留时间分布; 2) 根据所得的有关 E(t)或 F(t)的结果通过合理的简化提出 可能的流动模型,并根据停留时间分布的实验数据来确定所提出的模型中所引入的模 型参数; 3) 结合反应动力学数据通过模拟计算来预测反应结果; 4) 通过一定规 模的热模实验来验证模型的准确性。 67.简述非理想流动轴向扩散模型的特点? 答:1)在管内径向截面上流体具有均一的 流速; 2)在流动方向上流体存在扩散过程,该过程类似于分子扩散,符合 Fick 定律; 3) 轴 向 混 合 系 数 EZ 在 管 内 为 定 值 ; 4 ) 径 向 不 存 在 扩 散 ; 5)管内不存在死区或短路流。 68.简述非理想流动轴向扩散模型的定义? 答:为了模拟返混所导致流体偏离平推流 效果,可借助这种返混与扩散过程的相似性,在平推流的基础上叠加上轴向返混扩散 相来加以修正,并人为的假定该轴向返混过程可以用费克(Fick)定律加以定量描述。 所以,该模型称为“轴向分散模型” (或轴向扩散模型) 69.简述非理想流动多级混合模型的特点? 答:把实际的工业反应器模拟成由 n 个容积相等串联的全混流区所组成,来等效的描 述返混和停留时间分布对反应过程内的影响。设反应器容积为 V,物料流入速率为 v0,
t ? V v0





ti ?

t N



1.工业催化剂所必备的三个主要条件是:_______、_______、_______。 (活性好、选 择性高、寿命长) 2.气体在固体表面上的吸附中物理吸附是靠_______结合的,而化学吸附是靠_______ 结合的。 (范德华力、化学键力) 3.气体在固体表面上的吸附中物理吸附是_______分子层的,而化学吸附是_______分 子层的。 (多、单) 4.气体在固体表面上发生吸附时,描述在一定温度下气体吸附量与压力的关系式称为 _______。 (吸附等温方程) 5. _______吸附等温方程式是假定吸附热是随着表面覆盖度的增加而随幂数关系减少 的。 (Freundlich) 6._______吸附等温方程式是按吸附及脱附速率与覆盖率成指数函数的关系导出的。 (Temkin) 7.固体催化剂的比表面积的经典测定方法是基于_______方程。 (BET) 8.在气—固相催化反应中,反应速率一般是以单位催化剂的重量为基准的,如反应 A →B,A 的反应速率的定义为_______。 ( ) 9.对于气—固相催化反应,要测定真实的反应速率,必须首先排除_______和_______ 的影响。 (内扩散、外扩散) 10.测定气固相催化速率检验外扩散影响时,可以同时改变催化剂装量和进料流量,但 保持_______不变。 W F A 0 ) ( 11.测定气固相催化速率检验外扩散影响时,可以同时改变_______和_______,但保持
W FA0

? rA ?

? 1 dn A ? W dt

不变。 (催化剂装量、进料流量)
FA0

12.测定气固相催化速率检验内扩散影响时,可改变催化剂的_______,在恒定的 W 下测_______,看二者的变化关系。[粒度(直径
d
p

) 、转化率]
d
p

13.测定气固相催化速率检验内扩散影响时,可改变催化剂的粒度(直径

) ,在恒定

的_______下测转化率,看二者的变化关系。 W F A 0 ) ( 14.催化剂回转式反应器是把催化剂夹在框架中快速回转,从而排除_______影响和达 到气相_______及反应器_______的目的。 (外扩散、完全混合、等温) 15.流动循环(无梯度)式反应器是指消除_______、_______的存在,使实验的准确性 提高。 (温度梯度、浓度梯度) 16.对于多孔性的催化剂,分子扩散很复杂,当孔径较大时,扩散阻力是由_______所 致。 (分子间碰撞) 17.对于多孔性的催化剂,分子扩散很复杂,当孔径较大时,扩散阻力是由分子间碰撞 所致,这种扩散通常称为_______。[分子扩散(容积扩散)] 18.对于多孔性的催化剂,分子扩散很复杂,当微孔孔径在约_______时,分子与孔壁 的碰撞为扩散阻力的主要因素。 (0.1um) 19.对于多孔性的催化剂,分子扩散很复杂,当微孔孔径在约 0.1um 时,_______为扩 散阻力的主要因素。 (分子与孔壁的碰撞) 20.对于多孔性的催化剂,分子扩散很复杂,当微孔孔径在约 0.1um 时,分子与孔壁的 碰撞为扩散阻力的主要因素,这种扩散称为_______。 (努森扩散) 21. 等 温 催 化 剂 的 有 效 系 数 η 为 催 化 剂 粒 子 的 ______________ 与 催 化 剂 内 部 的 _______________________________之比。 (实际反应速率、浓度和温度与其外表面上

的相等时的反应速率) 22.气—固相催化反应的内扩散模数 ? S
R kV C S De
m ?1

?

_______,它是表征内扩散影响的重要参数。




R kV C S
m ?1

De 23.气—固相催化反应的内扩散模数 ? S ? ,它是表征内扩散影响的重要参数, 数值平方的大小反映了_______与_______之比。 (表面反应速率、内扩散速率)

24.气—固相催化反应的内扩散模数 ? S 的大小可判别内扩散的影响程度,? S 愈大,则粒 内的浓度梯度就_______,反之, ? S 愈小,内外浓度愈近于_______。 (愈大、均一) 25.催化剂在使用过程中, 可能因晶体结构变化、 融合等导致表面积减少造成的_______ 失活,也可能由于化学物质造成的中毒或物料发生分解而造成的_______失活。 (物理、 化学) 26.催化剂的失活可能是由于某些化学物质的中毒引起的,关于中毒的两种极端情况是 _______与_______。 (均匀中毒、孔口中毒) 27.描述气—固相非催化反应的模型有: _______、_______、_______。 (整体均匀转化 模型、粒径不变的缩核模型、粒径缩小的缩粒模型) 28.对于气—固相非催化反应的缩核模型,反应从粒子外表面逐渐向内核部分推进,但 粒子体积_______。 (不变) 29.煤炭燃烧属于气—固相非催化反应,粒径随着反应进行而不断的缩小,这种模型属 于粒径缩小的_______模型。 (缩粒) 30.硫化矿的燃烧、氧化铁的还原都属于气—固相非催化反应,反应从粒子外表面逐渐 向内核部分推进,但粒子体积不变,这种模型属于粒径不变的_______模型。 (缩核) 31.膜内转化系数γ 值的大小反映了在膜内进行的那部分反应可能占的比例,因而可以 用来判断_______的程度。 (反应快慢) 32.测定气—液相反应速率的方法与均相反应时不同之点是实验时要排除气相和液相 中的_______,使反应在动力学区域内进行。 (扩散阻力) 33.下列哪种物质属于半导体催化剂_______。 (B) A. 金属 B. 金属硫化物 C. 金属盐类 D.酸性催化剂 34.下列哪种物质属于绝缘体催化剂_______。 (D) A. 金属 B. 金属氧化物 C. 金属盐类 D.酸性催化剂 35.骨架 Ni 催化剂的制备是将 Ni 与 Al 按比例混合熔炼,制成合金,粉碎以后再用苛 性钠溶液溶去合金中的 Al 而形成骨架,这种制备方法是_______。 (A) A. 溶蚀法 B. 热熔法 C. 沉淀法 D. 混合法 36.下列不属于 Langmuir 型等温吸附的假定的是_______。 (B) A. 均匀表面 B. 多分子层吸附 C. 分子间无作用 D. 吸附机理相 同 37.下列属于理想吸附等温方程的是_______。 (A) A. Langmuir 型 B. Freundlich 型 C. Temkin 型 D. BET 型 38.测量气—固相催化反应速率,在确定有无外扩散影响时是在没有改变_______的条 件下进行实验的。 (D) A. 催化剂装置 B. 催化剂装量 C. 进料流量 D. W / F A 0 39.当催化剂颗粒的微孔的孔径小于分子的自由程_______时,分子与孔壁的碰撞成了

扩散阻力的主要因素,这种扩散称为努森扩散。 (B) A. 0.01um B. 0.1um C. 1um 40.催化剂颗粒扩散的无因次扩散模数 ? 率与_______之比。 (C) A. 扩散速率 B. 外扩散速率 率 41.气固催化反应的内扩散模数 ? L 柱形则 L=_______。 (C) A. 厚度/2 B. R 42.气固催化反应的内扩散模数 ? L 形则 L=_______。 (D) A. 厚度/2 B. R 43.气固催化反应的内扩散模数 ? L 片形则 L=_______。 (A) A. 厚度/2 B. R
? L
S

D. 1nm 值的大小反映了表面反应速 D. 实际反应速

? R

kV C S

m ?1

/ De

C. 内扩散速率
kV C S
m ?1

/ De

,其中 L 为特征长度,若颗粒为圆 D. R/3

C. R/2
? L kV C
m ?1 S

/ De

,其中 L 为特征长度,若颗粒为球 D. R/3

C. R/2
? L kV C
m ?1 S

/ De

,其中 L 为特征长度,若颗粒为平 D. R/3
d? dt ? kdCi ?
m d

C. R/2
?

44.催化剂在使用过程中会逐渐失活,其失活速率式为 反应物无内扩散阻力时,d 为_______。 (B) A. ≈0 B. =1 C. →3 45.催化剂在使用过程中会逐渐失活,其失活速率式为 反应物有强内扩散阻力时,d 为_______。 (C) A. ≈0 B. =1 C. →3 46.催化剂在使用过程中会逐渐失活, 其失活速率式为 d 为_______。 (D) A. ≈0 B. =1 C. →3
?

,当平行失活对 D. ≈1

?

d? dt

? kdCi ?
m

d

,当平行失活对 D. ≈1

d? dt

? kdCi ?
m

d

, 当串联失活时, D. ≈1

47.催化剂在使用过程中会逐渐失活,其失活速率式为 dt ,当进料中的杂 质吸附极牢以及对产物无内扩散阻力时,d 为_______。 (A) A. ≈0 B. =1 C. →3 D. ≈1 48.下列非催化气—固相反应,属于粒径缩小的缩粒模型的是_______。 (D) A. 硫化矿的焙烧 B. 分子筛的焙烧 C. 氧化铁的还原 D. 煤炭的燃烧 49.下列非催化气—固相反应,属于粒径缩小的缩粒模型的是_______。 (B) A. 硫化矿的焙烧 B. 焦碳与硫磺的反应 C. 氧化铁的还原 D. 分子筛的焙 烧 50.下列非催化气—固相反应,属于粒径不变的缩核模型的是_______。 (C) A. 煤炭的燃烧 B. 焦碳与硫磺的反应 C. 氧化铁的还原 D. 水煤气反应 51.气—液相反应中的膜内转化系数γ 在_______范围内,反应几乎全部在在液相主体 内进行的极慢反应。 (A) A. <0.02 B. 0.02<γ <2 C. ≥2 D. >2

?

d?

? kdCi ?
m

d

52.气—液相反应中的膜内转化系数γ 在_______范围内,反应为在液膜内进行的瞬间 反应及快速反应。 (D) A. <0.02 B. 0.02<γ <2 C. ≥2 D. >2 53.气—液相反应中的膜内转化系数γ 在_______范围内,反应为中等速率的反应。 (B) A. <0.02 B. 0.02<γ <2 C. ≥2 D. >2 54.对于气—液相反应几乎全部在液相中进行的极慢反应,为提高反应速率,应选用 _______装置。 (C) A. 填料塔 B. 喷洒塔 C. 鼓泡塔 D. 搅拌釜 55.对于气—液相反应中等速率反应,为提高反应速率,使其转变为快反应应选用 _______装置。 (D) A. 填料塔 B. 喷洒塔 C. 鼓泡塔 D. 搅拌釜 56 简述 Langmuir 等温吸附方程的基本特点? 1.凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作_______。 (固 定床反应器) 2.固定床中催化剂不易磨损是一大优点,但更主要的是床层内流体的流动接近于 _______,因此与返混式的反应器相比,可用较少量的催化剂和较小的反应器容积来获 得较大的生产能力。 (平推流) 3.固定床中催化剂不易磨损是一大优点,但更主要的是床层内流体的流动接近于平推 流,因此与返混式的反应器相比,可用_______的催化剂和_______的反应器容积来获 得较大的生产能力。 (较少量、较小) 4.目前描述固定床反应器的数学模型可分为_______和_______的两大类。 (拟均相、非 均相) 5.描述固定床反应器的拟均相模型忽略了粒子与流体之间_______与_______的差别。 (温度、浓度) 6.描述固定床反应器的数学模型,忽略了粒子与流体之间温度与浓度的差别的模型称 之为_______。 (拟均相模型) 7.描述固定床反应器的数学模型,考虑了粒子与流体之间温度与浓度的差别的模型称 之为_______。 (非均相模型) 8.描述固定床反应器的拟均相模型,根据流动模式与温差的情况它又可分为平推流与 有轴向返混的_______模型,和同时考虑径向混合和径向温差的_______模型。 (一维、 二维) 9.固 定床中颗粒的体积相当直径定义为具有相同体积 V P 的球粒子直径,表 达 式
dV
1/3 =_______。 ( 6V P / ? ) ) (

10.固定床中颗粒的面积相当直径是以外表面 a P 相同的球形粒子的直径,表达式
da

=_______。 a P / ? ) (

11.固定床中颗粒的比表面相当直径是以相同的比表面 S V 的球形粒子直径来表示, 表达 式 d S =_______。 6 / S V ) ( 12.对于非球形粒子,其外表面积 a P 必大于同体积球形粒子的外表面积 a S ,故可定义 颗粒的形状系数 ? S ? _______。 a S / a P ) ( 13.颗粒的形状系数 ? S 对于球体而言,? S ? _______,对于其他形状的颗粒 ? S _______。 (=1、均小于 1)

14.固定床的_______定义为水力半径 R H 的四倍,而水力半径可由床层空隙率及单位床 层体积中颗粒的润湿表面积来求得。 (当量直径 d e ) 15.固定床中的传热实质上包括了_______、 _______以及_______几个方面。 (粒内传热、 颗粒与流体间的传热、床层与器壁的传热) 16.绝热床反应器由于没有径向床壁传热,一般可以当作平推流处理,只考虑流体流动 方向上有温度和浓度的变化,因此一般可用_______模型来计算。 (拟均相一维) 17.对于可逆的放热反应,存在着使反应速率最大的最优温度 T opt 和平衡温度 T eq ,二者
T eq ? T opt E 2 ? E1 E1 的关系为______________。 T eq ? T opt ( ) 18.对于固定床反应器,当某一参数变化到一定程度时就可能使床层温度迅速升高,这 种现象俗称_______,它是固定床反应器设计和操作中所应注意的问题。 (飞温) 19.不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是_______。 (A) A. 粒子与流体间有温度差 B. 粒子与流体间无温度差 C. 床层径向有温度梯度 D. 床层轴向有温度梯度 20.不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是_______。 (A) A. 粒子与流体间有浓度差 B. 粒子与流体间无浓度差 C. 床层径向有温度梯度 D. 床层轴向有温度梯度 21 简述固定床反应器的优缺点? 答:凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作固定床反应 器。 1) 催化剂在床层内不易磨损; 2) 床层内流体的流动接近于平推流,与返混式反应器相比,用较少的催化剂和较 小的反应器容积来获得较大的生产能力; 3)固定床中的传热较差; 4)催化剂的更换必须停产进行。 ? R ln E2

22.简述气固相催化反应固定床反应器拟均相模型的特点? 答:凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作固定床反应 器。拟均相模型忽略了床层中粒子与流体间温度与浓度的差别。 23.简述气固相催化反应固定床反应器非均相模型的特点? 答:凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作固定床反应 器。非均相模型考虑了粒子与流体间温度与浓度的差别。 24.简述气固相催化反应固定床反应器拟均相一维模型的特点? 答:凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作固定床反应 器。拟均相一维模型是忽略床层中粒子与流体的温度与浓度差别,考虑在流体流动的 方向(轴向)上有温度和浓度的变化,而在与流向垂直的截面上(径向)则是等温和 等浓度的。 25.简述气—固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点? 答:凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置为固定床反应器, 拟均相二维模型是忽略床层中粒子与流体间温度与浓度的差别(,同时考虑流体在轴 向和径向上的温度梯度和浓度梯度。 26.简述表征颗粒特征的基本参数粒径的表示方法?

答:固定床中粒径的表示方法常用的有三种。颗粒的体积相当直径定义为具有相同体
1/3 积 V P 的球粒子直径,表达式 d V = ( 6V P / ? ) ;颗粒的面积相当直径是以外表面 a P 相同

的球形粒子的直径, 表达式 d a = a P / ? ; 颗粒的比表面相当直径是以相同的比表面 S V 的 球形粒子直径来表示,表达式 d S = 6 / S V 。

第七章

流化床反应器

1.所谓流态化就是固体粒子像_______一样进行流动的现象。 (流体) 2.对于流化床反应器,当流速达到某一限值,床层刚刚能被托动时,床内粒子就开始 流化起来了,这时的流体空线速称为_______。 (起始流化速度) 3.对于液—固系统的流化床,流体与粒子的密度相差不大,故起始流化速度一般很小, 流速进一步提高时,床层膨胀均匀且波动很小,粒子在床内的分布也比较均匀,故称 作_______。 (散式流化床) 4.对于气—固系统的流化床反应器,只有细颗粒床,才有明显的膨胀,待气速达到 _______后才出现气泡;而对粗颗粒系统,则一旦气速超过起始流化速度后,就出现气 泡,这些通称为_______。 (起始鼓泡速度、鼓泡床) 5.对于气—固系统的流化床反应器的粗颗粒系统,气速超过起始流化速度后,就出现 气泡,气速愈高,气泡的聚并及造成的扰动亦愈剧烈,使床层波动频繁,这种流化床 称为_______。 (聚式流化床) 6.对于气—固系统的流化床反应器,气泡在上升过程中聚并并增大占据整个床层,将 固体粒子一节节向上推动,直到某一位置崩落为止,这种情况叫_______。 (节涌) 7.对于流化床反应器,当气速增大到某一定值时,流体对粒子的曳力与粒子的重力相 等,则粒子会被气流带出,这一速度称为_______。 (带出速度或终端速度) 8.对于流化床反应器,当气速增大到某一定值时,流体对粒子的_______与粒子的 _______相等,则粒子会被气流带出,这一速度称为带出速度。 (曳力、重力) 9.流化床反应器的 t mf 的范围大致在 10~90 之间,粒子愈细,比值_______,即表 示从能够流化起来到被带出为止的这一范围就愈广。 (愈大) 10.流化床反应器中的操作气速 U 0 是根据具体情况定的,一般取流化数 U 0 U mf 在 _______范围内。 (1.5~10) 11.对于气—固相流化床,部分气体是以起始流化速度流经粒子之间的空隙外,多余的 气体都以气泡状态通过床层,因此人们把气泡与气泡以外的密相床部分分别称为 _______与_______。 (泡相、乳相) 12.气—固相反应系统的流化床中的气泡,在其尾部区域,由于压力比近傍稍低,颗粒 被卷了进来,形成了局部涡流,这一区域称为_______。 (尾涡) 13.气—固相反应系统的流化床中的气泡在上升过程中,当气泡大到其上升速度超过乳 相气速时,就有部分气体穿过气泡形成环流,在泡外形成一层所谓的_______。 (气泡 云) 14.气—固相反应系统的流化床反应器中的气泡, _______和_______总称为气泡晕。 (尾 涡、气泡云) 15.气—固相反应系统的流化床中,气泡尾涡的体积 V W 约为气泡体积 V b 的_______。 (1/3) 16.气—固相反应系统的流化床,全部气泡所占床层的体积分率 ? b 可根据流化床高
Lf
u /u

L f ? L mf

和起始流化床高 L mf 来进行计算,计算式为 ? b ? _______。 ( Lf ) 17.在气—固相反应系统的流化床中设置分布板,其宗旨是使气体_______、_______、 _______和_______为宜。 (分布均匀、防止积料、结构简单、材料节省) 18.在流化床中设计筛孔分布板时,可根据空床气速 u 0 定出分布板单位截面的开孔数
u0

?
N or

=_______。 4 ( ) 19.在流化床中设计筛孔分布板时,通常分布板开孔率应取约_______,以保证一定的 压降。 (1%) 20.在流化床中为了传热或控制气—固相间的接触,常在床内设置内部构件,以垂直管 最为常用,它同时具有_______,_______并甚至_______的作用。 (传热、控制气泡聚、 减少颗粒带出) 21.在流化床中为了传热或控制气—固相间的接触,常在床内设置内部构件,但很少使 用水平构件,它对颗粒和气体的上下流动起一定的阻滞作用,从而导致床内产生明显 的_______梯度和_______梯度。 (温度、浓度) 22.在流化床中为了传热或控制气—固相间的接触,常在床内设置内部构件,但很少使 用水平构件,它对颗粒和气体的上下流动起一定的_______作用,从而导致床内产生明 显的温度梯度和浓度梯度。 (阻滞) 23.气—固相反应系统的流化床反应器中,由于上升气泡的尾涡中夹带着颗粒,它们在 途中不断的与周围的颗粒进行着交换,大量的颗粒被夹带上升,这种循环相当剧烈, 所以自由床中的颗粒可认为是_______的。 (全混) 24.气—固相反应系统的流化床存在着_______、 _______、 _______及_______四类区域。 (气泡区、泡晕区、上流区、回流区) 25.当气流连续通过流化床的床层时,床层内那些带出速度小于操作气速的颗粒将不断 被带出去,这种现象称为_______。 (场析) 26. 当气流连续通过流化床的床层时,床层内那些带出速度_______操作气速的颗粒将 不断被带出去,这种现象称为场析。 (小于) 27.如果在流化床反应器的出口处要加二级旋风分离系统作为回收装置时,旋风分离器 的第一级入口理应安置在_______处。 (分离高度) 28.在流化床反应器中,当达到某一高度以后,能够被重力分离下来的颗粒都以沉积下 来,只有带出速度小于操作气速的那些颗粒才会一直被带上去,故在此以上的区域颗 粒的含量就近乎恒定了,这一高度称作_______。 (分离高度) 29.描述流化床的数学模型,对于气、乳两相的流动模式一般认为气相为_______,而 对乳相则有种种不同的流型。 (平推流) 30.描述流化床的数学模型,对于气、乳两相的流动模式一般认为_______相为平推流, 而对_______相则有种种不同的流型。 (气、乳) 31.描述流化床的数学模型,按照模型考虑的深度而分的第Ⅱ级模型中,各参数值均为 恒值,不随床高而变,但与气泡的大小_______。 (有关) 32.描述流化床的数学模型,按照模型考虑的深度而分的第Ⅱ级模型中,各参数值均为 _______,不随床高而变,但与气泡的大小有关。 (恒值) 33.描述流化床的数学模型,按照模型考虑的深度而分的第Ⅱ级模型中,各参数值均为 恒值,不随_______而变,但与气泡的大小有关。 (床高)

d or u or

2

34.描述流化床的数学模型,按照模型考虑的深度而分的第Ⅰ级模型中,各参数值均为 恒值,不随床高而变,但与气泡的大小_______。 (无关) 35.描述流化床的数学模型,按照模型考虑的深度而分的第Ⅲ级模型中,各参数均与气 泡的大小_______,而气泡大小则沿_______而变。 (有关、床高) 36.描述流化床的气泡两相模型,以 U 0 的气速进入床层的气体中,一部分在乳相中以起 始流化速度 U mf 通过,而其余部分( U 0
? U mf

)则全部以_______的形式通过。 (气泡)

37.描述流化床的气泡两相模型,以 U 0 的气速进入床层的气体中,一部分在乳相中以起 始流化速度 U mf 通过,而其余部分_______则全部以气泡的形式通过。[( U 0 ? U mf )] 38.描述流化床的气泡两相模型,气泡相为向上的_______式流动,其中无催化剂粒子, 故不起反应,气泡大小均一。 (平推) 39.描述流化床的气泡两相模型,反应完全在乳相中进行,乳相流动状况可假设为 _______或_______。 (全混流、平推流) 40.描述流化床的气泡两相模型,反应完全在_______相中进行,乳相流动状况可假设 为全混流或平推流。 (乳) 41.描述流化床的气泡两相模型,气泡与乳相间的交换量 Q 为_______与_______之和。 (穿流量 q、扩散量)
mf 42.描述流化床的鼓泡床模型,它相当于 0 _______时,乳相中气体全部下流的情 况,工业上的实际操作大多属于这种情况。 (>6~11) 43. 描 述 流 化 床 的 鼓 泡 床 模 型 , 由 于 气 速 较 大 , 因 此 该 模 型 假 定 __________________________________,_____________________________,这样只需 计算气泡中的气体组成便可算出反应的转化率。 (床顶出气组成完全可用气泡中的组成 代表,而不必计及乳相中的情况) 44.流化床反应器的开发和放大,国内外都有许多成功的经验,但一般都是从_______、 _______、_______方面进行考虑和改进的。 (催化剂性能、操作条件、床层结构) 45._______是指同时存在两个或更多相态的反应系统所进行的反应过程。 (多相反应过 程) 46.多相反应过程是指同时存在_______相态的反应系统所进行的反应过程。 (两个或更 多) 47.当前用于描述气—液两相流相间传质的模型有两大类:一是按_______来处理的双 膜模型;一是按_______处理模型,如溶质渗透模型和表面更新模型。 (稳态扩散、非 稳态扩散) 48.当前用于描述气—液两相流相间传质的模型有两大类:一是按稳态扩散来处理的 _______;一是按非稳态扩散处理模型,如_______和_______。 (双膜模型、溶质渗透 模型、表面更新模型)

U /U

49.流化床反应器中的操作气速 U 0 是根据具体情况定的,一般取流化数 U 0 U mf 在 _______范围内。 (B) A. 0.1~0.4 B. 1.5~10 C. 10~15 D. 0.4~1.5 50.流化床反应器中的操作气速 U 0 是根据具体情况定的, 一般取流化数 U 0 u t 在_______ 范围内。 (A) A. 0.1~0.4 B. 1.5~10 C. 10~15 D. 0.4~1.5 51.在流化床反应器中,气泡的尾涡体积 V w 约为气泡体积 V b 的_______。 (B)

A. 1/4 B. 1/3 C. 2/3 D. 1/2 52.下列哪一项不属于流化床反应器按深度而分的第Ⅱ级模型的特点_______。 (C) A. 各参数均为恒值 B. 参数值不随床高而变 C. 参数值与气泡大小无关 D. 参数值与气泡大小有关 53 简述聚式流化床的形成? 答:对于气—固系统的流化床反应器的粗颗粒系统,气速超过起始流化速度后,就出 现气泡,气速愈高,气泡的聚并及造成的扰动亦愈剧烈,使床层波动频繁,这种流化 床称为聚式流化床。 54.简述鼓泡床的形成? 答:对于气—固系统的流化床反应器,只有细颗粒床,才有明显的膨胀,待气速达到 起始鼓泡速度后才出现气泡;而对粗颗粒系统,则一旦气速超过起始流化速度后,就 出现气泡,这些通称为鼓泡床。 55.简述描述流化床的特征流速的定义? 答:特征流速为起始流化速度和带出速度。 1)当流速达到某一限值,床层刚刚能被托动时,床内粒子就开始流化起来了,这 时的流体空线速称为起始流化速度。 2)当气速增大到某一定值时,流体对粒子的曳力与粒子的重力相等,则粒子会被 气流带出,这一速度称为带出速度或终端速度。 56.简述流化床反应器中节涌床的特点? 答:对于气—固系统,床径很小,而床高与床径比较大时,气泡在上升过程中可能聚 并增大甚至达到占据整个床层截面的地步,将固体粒子一节节的往上柱塞式的推动, 直到某一位置而崩落为止,这种情况为节涌,此时的流化床为节涌床。 57.简述流化床反应器的优点? 答:1)传热效能高,而且床内温度易维持均匀; 2)大量固体粒子可方便的往来输送,对于催化剂迅速失活而需随时再生的过程来 说,能够实现大规模的连续生产。 3)由于粒子细,可以消除内扩散阻力,能充分发挥催化剂的效能。 58.简述流化床反应器的缺点? 答:1)气流状况不均,不少气体以气泡状态经过床层,气—固两相接触不够有效; 2)粒子运动基本上是全混式,因此停留时间不一。在以粒子为加工对象时,影响 产品质量的均一性, )且粒子的全混造成了气体的部分返混,影响反应速率和造成副反 应的增加; 3)粒子的磨损和带出造成催化剂的损失,并要设置旋风分离器等粒子回收系统。 59.简述流化床反应器中操作气速 U0 是如何选取的? 答: 实用的操作气速 U0 是根据具体情况选取的。 一般
U 0 / U mf

之值 (称作流化数) 1.5~ 在

10 范围的, 另外也有按 U 0 / u t ? 0 . 1 ~ 0 . 4 左右来选取。 通常所用的气速为 0.15~0.5m/s 左右,对于热效应不大,反应速度慢,催化剂粒度细,筛分宽,床内无内部构件和要 求催化剂的带出量少的情况,宜选用较低气速,反之,则用较高气速。 60.简述气泡的结构及其行为?

答;气泡的顶是呈球形的,尾部略为内凹,在尾部区域,由于压力比近傍稍低,颗粒 被卷了进来,形成局部涡流,这一区域称为尾涡。在气泡的上升的途中,不断有一部 分颗粒离开这一区域,另一部分颗粒补充进来,这样就把床层下部的颗粒夹带上去而 促进了全床颗粒的循环与混合。部分气体可穿过气泡进行物质交换,在泡外形成一环 流,称为气泡云。尾涡与气泡云随气泡上升,其中所含粒子浓度与乳相中几乎相同, 二者浑然一体,形成气泡晕。


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