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化学反应工程第二版课后答案第七章

7.多相催化反应器的设计与分析

7.1 若气体通过固定床的线速度按空床计算为0.2m/s,则真正的线速度为多少?已知所填充的固体颗粒的堆密度为1.2g/cm3,颗粒密度为1.8 g/cm3

解:

1b

11.2

1.80.3333

p

uu空床

真正0.2

0.33330.6m/s

7.2 为了测定形状不规则的合成氨用铁催化剂的形状系数,将其填充在内径为98mm的容器中,填充高度为1m,然后边续地以流量为1m3/h的空气通过床层,相应测得床层的压力降为101.3Pa,实验操作温度为298K,试计算该催化剂颗粒的形状系数.已知催化剂颗粒的等体积相当直径为4mm,堆密度为1.45g/cm3,颗粒密度为2.6 g/cm3.

解:

p101.3Pa101.3kg/ms2,Lr1m,1.185kg/m3

1.87105Pas1.87105kg/ms,dv4103m

u01

36000.785(0.098)20.03685m/s

1b

11.450.4423

p2.60

由(7.1)式p=fLru201


由(7.1)式p=fLru201

d3

p

根据(6.4)式可推导出ψa=dp/dv,式中dp为等比外表面积相当直径,dv 为等体积相当直径.

p=fLru201即fpdv3

adv3u2(1)

aLr01由(7.2)式f150(1

Re1.75150)

1.75(2)

advu0

将有关数值代入(1)和(2)式得:

f

101.3(4103)(0.4423)3/11.185(0.03685)2(10.4423)39.07a

f1501.83103(10.4423)8.778

(4103)0.036851.1851.751.75aa

(3)(4)

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