青岛科技大学学报（自然科学版）
有机废气治理技术的研究进展
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(青岛科技大学化工学院，山东青岛266042)
摘要: 有机废气治理问题是当前废气处理的难点问题之一。本文首先介绍了几类传统有机废气处理技术的发展现状，包括吸附法、吸收法、催化氧化法、生物处理法等。对这几类有机废气治理技术的应用机理、适用范围以及现存问题进行了综合地比较与分析。最后，对于近年来出现的几类新型有机废气处理技术，如膜分离法、光催化氧化法、综合处理法的发展前景进行了一定的展望并列举了几类新技术的工程应用实例。
关键词:有机废气；治理技术；应用机理；研究进展
Research Progress of Organic Waste Gas Treatment
Liu Xingzhen
(Qingdao University of Science and Technology, Qingdao Shandong 266042, China)
Abstract: The treatment of organic waste gas is one of the difficulties of current waste gas treatment. This paper firstly introduces the development status of traditional treatment technologies for organic waste gas, including adsorption, absorption, catalytic oxidation and biologic treatment. Then their application mechanism, applicable area and existing problems are synthetically compared and analyzed. Finally, several novel technologies for organic waste gas treatment such as membrane separation, photocatalytic oxidation synthetic treatment are prospected. Some productive application examples of the novel technologies are introduced. Keywords: Organic waste gas; treatment technology; application mechanism; research progress
随着我国经济的不断发展，涌现出了数量众多的化工企业，这些企业每年排放出大量的工业有机废气，对大气环境造成了严重影响。因此，对工业有机废气的治理成为了环境治理方面的重中之重。近年来，科研工作者对有机废气的治理技术开展了大量的研究工作，这些研究成果逐渐产业转化，使得市场上具备许多有机废气治理技术和治理设施，本文目前市场上已有的有机废气治理技术进行了综合比较与总结，并对有机废气治理技术发展进行了一些展望。
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1 国内外有机废气的主要几种治理技术概述
目前，国内外治理有机废气比较普遍的方法有活性炭吸附法、吸收法、催化燃烧法、生物处理法、热破坏法等。
1.1 活性炭吸附法
利用固体吸附的原理从气相或者液相去除有害成分的过程称为吸附操作。根据吸附机理，可以将吸附剂分为物理吸附材料和化学吸附材料。化学吸附材料通常通过疏水键化学吸附作用去除有机污染物质，如用于吸附去除邻苯二甲酸二甲酯类物质( PAEs) 的酚醛树脂吸附剂[1]、BA接枝改性聚丙烯纤维[2]、壳聚糖[3]等。但是化学吸附材料通常应用于水相有机污染物质的去除，在有机废气方面的应用较少，可能是因为在气-固两相界面上有机废气污染物质与吸附剂之间的接触时间太短，不利于化学吸附反应的进行，吸附效果不理想。因此在吸附法治理有机废气的实际应用过程中，常用的吸附剂为活性炭[4]、沸石[5]等物理吸附材料，因为这些吸附剂呈孔状结构，比表面积大，物理吸附作用强，适用范围宽。大量的研究结果表明与蜂窝状、颗粒状吸附材料相比，纤维状吸附材料具备传质速率快的优点[6]。因此，在选择废气污染物吸附材料时可以优先选择纤维状材料，以提高处理效果。
1.2 吸收法
吸收法主要是指液体吸收法，通过废气与吸收剂的接触，使其中的有害组分被吸收剂所吸收。经过解吸，将其组分除去或回收，使吸收剂再生，重复使用。废气处理设施中普遍使用的水喷淋装置就是基于此原理。吸收过程分为物理吸收与化学吸收。物理吸收主要依据相似相溶原理，水是一种最常用吸收剂，可以把溶于水的有机溶剂气体如丙酮、甲醇、醚和微溶于水的漆雾、灰尘、烟等去除，但水溶性尚差的“三苯”物质不能被水吸收[7]。化学吸收是基于吸收试剂上活性基团可以与有机废气污染成分发生的化学反应进行的吸收过程[8]。1.3 催化燃烧法
催化燃烧是一种处理有机气体的有效方法，特别适于处理量大、气体浓度较低时苯类、醛类、酮类、醇类等各类有机废气的处理。催化燃烧法的作用原理是：有机气体中的碳氢化合物在较低的温度下(250~300℃)，通过催化剂的作用，被氧化分解成无害气体并释放热量。这种高浓度的有机气体在催化燃烧时所放出的热量足以维持其催化反应时所需要的温度，无需外加热源，燃烧后的热空气又可以用于对吸附剂的热脱附再生，达到废物及废能综合利用，同时节能的目的。在催化燃烧过程中，燃烧反应温度低，一般比热焚烧要低300~500℃，由于燃烧完全，不会产生CO和剩余可燃气体，不易生成高温下的二次污染物如二恶英、氮氧化物等，而且脱除污染物效率高，还可以回收热量节约能源，最终有机气体在催化剂的作用下，于一定温度下转化为水和二氧化碳，并排向大气。此处理方法的关键问题是开发与研制
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一种起燃点低、催化活性高、稳定和价廉的催化剂。用浸渍法研制的过渡金属及其氧化物系列的燃烧催化剂效果较好；另外，近年来纳米粒子催化剂具有高比表面积，活性点多，催化活性和选择性大于一般催化剂，故在催化方面的潜在应用展现了一个生机盎然的研究领域，在21世纪会扮演催化反应的主要角色。特别是在本体催化剂中通过掺杂金属、金属氧化物、碳酸盐或合成复合纳米氧化物，通过研究掺杂质在基体微粒结构中的调节作用和催化反应中的决定作用来降低催化燃烧反应的自燃温度[9]，增加表面氧量使其在贫燃条件下能稳定燃烧，提高催化剂对有毒气体和污染气体的消除率，这是行之有效的途径。
1.4 生物处理法
生物处理技术的实质是附着在滤料介质中的微生物在适宜的环境条件下，利用废气中的有机成分作为碳源和氮源，并将有机物分解为二氧化碳、水、无机盐和生物质等无害或少污染的物质。生物处理技术包括生物吸收法( 即微生物及其营养物配料存在于液体中，气体中的有机物通过与悬浮液接触后转移到液体中而被微生物所降解) 和生物过滤法( 微生物附着生长于固体介质上，废气通过由介质构成的固定床层时被吸附、吸收，最终被微生物降解) ，生物处理技术具有设备简单、运行费用低、较少形成二次污染等优点。
1.5 热破坏法
对于浓度比较低的有机废气，主要采用热破坏法对其处理。根据具体的操作流程，又可以分为火焰燃烧和催化氧化燃烧；其中，作为一种比较传统的方法，火焰燃烧法能够在适当的温度条件下，有效燃烧废气，处理效率可以达到99%以上，该方法具有处理彻底和投资较少的特点，但是，对于废气浓度较低且缺少辅助燃料的情况，废气难以有效燃烧。相应地，催化燃烧方法则能够有效降低废气燃点，可以在催化剂作用下，对废气进行适当加热即可产生化学反应，消除有害污染物，在此过程中，所采用的催化剂主要包括：非贵金属、贵金属和盐类等，不过，此类方法容易造成催化剂中毒现象，对工艺条件的要求也比较严格，后续处理难度较高，需要进一步研究，找到活性更高的催化剂。
2 几种主要有机废气处理技术比较与总结
2.1 适用范围比较
活性炭吸附技术一般适合于污染物浓度低于2000mg/m3以下的有机废气处理，在酸性环境下的吸附效果优于碱性环境，且气体温度最好为常温，若废气温度过高，可选配气体冷却装置来降低废气温度，使之达到活性炭最佳吸附状态。溶剂吸收法主要适用于高浓度有机废气或者大风量低浓度的有机废气处理。
催化燃烧技术一般适合污染物浓度在2000-6000mg/m3之间的有机废气处理，若废气温度大于180℃，废气浓度可低于2000mg/m3也可，但废气中如含有硫等有害于催化剂中毒的成
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分不适合该技术。生物处理技术适宜于处理净化气量较小、污染物浓度较大、易溶且生物代谢速率较低的废气处理，通常，废气中的TOC ( 总有机碳) 应在1000mg/m3/以下，废气流量小于50000mg/m3，废气温度小于40℃。
2.2 存在问题比较
2.2.1 活性炭的吸附性与再生处理
活性炭吸附是将污染物质从气相固定到自身，并没有从根本上解决污染消除的问题，当多种气态污染物同时存在时，活性炭的吸附能力大幅低于只含有一种气态污染物时的吸附效率。而对于吸附饱和的活性炭，一般处置方式有两种，一是废弃，直接烧掉或填埋，这样会造成资源浪费。二是将其再生反复使用，但活性炭的再生仍然存在一些问题，主要包括：再生过程活性炭有效部分损失较大、再生后吸附能力有一定下降，再生尾气的二次污染等。
2.2.2 吸收液吸收效率低
液相吸收法是将污染物质从气相到液相的物理转移或化学转变，气态污染物液相喷淋吸收针对高浓度有机废气或者大风量低浓度的有机废气的治理较好，而针对低风量低浓度有机废气治理效率仍有待进一步提高。
2.2.3 催化剂选择苛刻
当使用催化氧化燃烧处理有机废气时，某些气体污染物燃烧氧化反应条件苛刻，必须需要高温、高空、高水蒸气分压，因此选择的催化剂必须具备高活性、高热稳定性和高水热稳定性，以及一定的抗中毒能力；常用的催化剂是Pd、Pt等贵金属催化剂，但这些贵金属价格昂贵、易烧结，增加了催化氧化处理成本。
2.2.4 生物处理法的选择性
微生物对邻苯二甲酸酯类物质( PAEs)，苯类物质等有机污染物降解速度很慢，主要由于聚合物和复合物的分子能抵抗生物降解，微生物所必需的酶不能靠近并破坏化合物分子内部敏感的反应键，限制了生物法在处理这些气态物质方面的应用。
3 新技术展望
随着对有机废气处理技术的研究开放力度不断加大，除上述传统的处理工艺技术外，一些新的技术也逐步被开发应用，为有机废气的治理提供了更广阔的途径[10]。
3.1 膜分离法
膜分离法是使用半渗透性的膜将VOCs从废气中分离出来的方法。基本机理是基于气体中各组分透过膜的速度不同，透过膜的能力不同，因为每种组分透过膜的速度与该气体的性
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质、膜的特性与膜两边的气体分压有关。
3.2 光催化降解技术
纳米TiO2光是一种光触媒，光触媒就是使用光的能量在某种媒介上使有害气体发生分解反应。采用TiO2半导体纳米材料及紫外光，其工作原理是通过光催化氧化反应净化消除挥发性有机气体。所谓光催化氧化反应，就是让特定波长的光照射纳米TiO2半导体材料，可以激发出“电子-空穴”对(一种高能粒子)，这种“电子-空穴”和周围的水、氧气发生反应后,就产生了具有极强氧化能力的自由基活性物质，可将气体中的甲醛、苯、氨气、硫化氢等有害污染物氧化、分解成CO2、H2O等无毒无味的物质。故不存在吸附饱和和二次污染问题[11]。
光催化净化法自1988年国际首例光催化净化装置以来，该方法只应用于消除半封闭或封闭空间微量有害气体的除臭或杀菌，首次应用光催化净化法治理废气污染是在解决珠江三角洲某饲料厂的恶臭问题。光催化降解有机污染物比较完全，最终生成CO2和无机物。因此，光催化净化技术被认为是具有广阔应用前景的新净化技术。
3.3 膜技术
膜分离是选用人工合成的或天然的膜材料为隔障,来分离混合气体或液体的过程。该法是一种新的高效分离方法。用膜分离法可回收的有机物包括脂肪族和芳香族化合物,卤代烃、醛、酮、腈、酚、醇、胺、酯等。该法最适合处理有机物浓度较高的废气，回收效率可以达到97%以上。
3.4放电等离子体
在新出现的废气处理技术中，利用高压放电技术对其进行处理不失为一种有效的方式，因为该方法能够产生大量高能电子以及O、N或者OH等活性离子，从相对于废气构成热平衡等离子体，这样，就会造成C-C和C-H等化学键的断裂，从而实现与废气中F、H和CI 等原子的置换，进而得到对大气无害的水和CO2；此外，还可以在等离子体重引入金属氧化物，构成催化体系，降低副产物的产生，提高污染物的去除效率。相较于常规方法符合技术，该方法具有流程短、操作简便的特点，且具有较好的节能型，更加适用于对低浓度废气的处理。
3.5 PSA技术与光催化氧化
现在，PSA技术已经在工业废气处理领域得到应用。作为一种变压吸附与净化技术，又称为无力吸附法，其工作原理可以概括为：根据工业废气的构成以及吸附材料的吸附特性差异，通过周期压力变化的应用，有效实现对工业废气的分离和净化。该技术的自动化程度较高，是一种对工业有机废气进行分离和回收的理想方法。如果光照条件能够满足，有些半
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导体会出现自由基活性物质，这些物质的氧化性更强，能够导致工业废气在常温条件下的无毒反应，且不容易受到溶剂分子的影响。
3.6 综合处理技术
顾名思义，综合处理技术就是在综合各种传统技术的基础上，充分发挥各项处理方法的优点，可以大幅提升废气处理效果。现在，综合处理技术已经实现了工程应用，比如吸附催化氧化技术、吸收-解吸-变压-吸附组合工艺等等。比如，利用非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂以及自制的表面活性剂等，通过水量控制复合吸收剂的浓度，实现了对包含低浓度、高通量工业有机废气的吸附研究，实验结果表明，复合吸收技术能够有效提高对甲苯和乙酸丁酯的吸收效率，是废气排放达到国家标准；同时，整套处理装置的体积较小，防堵塞，能够高效吸收传质。
4 新技术工程应用实例
成都高新西区某液晶显示器件公司，对其在涂胶、显影工序产生的含非甲烷总烃的有机气体，采用沸石浓缩转轮吸附系统处理( 即是吸附+氧化燃烧技术) ，90%的有机废气被沸石转轮低温吸附后直接外排，10%的有机废气经吸附后进入燃烧器燃烧( 以天然气作燃料) ，经四川省环境监测中心站监测，该装置最终外排废气中非甲烷总烃浓度从120mg/m3降低到6.5mg/m3，处理效率大于94%。
四川大学制革清洁技术国家重点实验室通过生物模板法制备了新型的纳米Tio2光催化剂，并将其用于某皮具厂及某合成革厂排放的含甲醛的有机废气处理中，在紫外光照射下，利用纳米TiO2光催化降解能力，对小风量低浓度废气中甲醛降解去除率可达到70%以上。
5 结论
本文认为，合理选用有机废气处理技术对于治理工业环境污染问题至关重要。对于有机气体的净化处理，无论是广泛采用的传统处理方法，还是新开放的处理技术，由于其适用范围、去除性能、投资运行费用等方面因素，皆制约了处理技术的应用。企业在处理有机废气污染问题时，必须根据企业有机废气的实际情况( 包括有机废气的成分、浓度、风量、温度等) ，并综合考虑购置成本、运营成本、处理效果、回收效果等因素进行处理工艺的选择，同时企业的相关技术人员应熟悉相关技术的适用范围，可以根据具体情况选择单个或综合技术治理有机废气污染问题。这不仅有利于提高有机废气的去除率，降低二次污染，同时还可以减少运营成本，为企业创造更高的经济效益。
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化学反应工程考试总结 一、填空题： 1.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础，其中“三传”是指质 量传递、热量传递和动量传递，“一反”是指反应动力学。 2.各种操作因素对于复杂反应的影响虽然各不相同，但通常温度升 高有利于活化能高的反应的选择性，反应物浓度升高有利于反应级数大的反应的选择性。 3.测定非理想流动的停留时间分布函数时，两种最常见的示踪物输 入方法为脉冲示踪法和阶跃示踪法。 4.在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速度方程式的 两种最主要的方法为积分法和微分法。 5.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N ，轴 向扩散模型的唯一模型参数为Pe（或Ez / uL）。 6.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性和稳 定性。 7.平推流反应器的E函数表达式为 , () 0, t t E t t t ?∞= ? =? ≠ ?? ，其无 因次方差2θσ= 0 ，而全混流反应器的无因次方差2θσ＝ 1 。 8.某反应速率常数的单位为m3 / (mol hr )，该反应为 2 级 反应。 9.对于反应22 A B R +→，各物质反应速率之间的关系为 (-r A)：(-r B)：r R＝ 1：2：2 。
10.平推流反应器和全混流反应器中平推流更适合于目的产 物是中间产物的串联反应。 →+，则其反应速率表达式不能确11.某反应的计量方程为A R S 定。 12.物质A按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解，在67℃时转化 50％需要30 min, 而在80 ℃时达到同样的转化率仅需20秒，该反应的活化能为 3.46×105 (J / mol ) 。 13.反应级数不可能（可能/不可能）大于3。 14.对于单一反应，在相同的处理量和最终转化率条件下，选择反应 器时主要考虑反应器的大小；而对于复合反应，选择反应器时主要考虑的则是目的产物的收率； 15.完全混合反应器（全混流反应器）内物料的温度和浓度均一， 并且等于（大于/小于/等于）反应器出口物料的温度和浓度。 二.单项选择 10.(2) B 1、气相反应CO + 3H2CH4 + H2O进料时无惰性气体，CO与2H以1∶2 δ=__A_。 摩尔比进料，则膨胀因子CO A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2、一级连串反应A S P在间歇式反应器中，则目的产物P C___A____。 的最大浓度= max ,P
化工原理课程设计管壳式换热器汇总 公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]
设计一台换热器 目录 化工原理课程设计任务书 设计概述 试算并初选换热器规格 1. 流体流动途径的确定 2. 物性参数及其选型 3. 计算热负荷及冷却水流量 4. 计算两流体的平均温度差 5. 初选换热器的规格 工艺计算 1. 核算总传热系数 2. 核算压强降 经验公式 设备及工艺流程图 设计结果一览表 设计评述 参考文献 化工原理课程设计任务书 一、设计题目： 设计一台换热器 二、操作条件： 1、苯：入口温度80℃，出口温度40℃。 2、冷却介质：循环水，入口温度35℃。
3、允许压强降：不大于50kPa。 4、每年按300天计，每天24小时连续运行。 三、设备型式： 管壳式换热器 四、处理能力： 99000吨/年苯 五、设计要求： 1、选定管壳式换热器的种类和工艺流程。 2、管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸的设计。 3、设计结果概要或设计结果一览表。 4、设备简图。（要求按比例画出主要结构及尺寸） 5、对本设计的评述及有关问题的讨论。 1.设计概述 热量传递的概念与意义 1.热量传递的概念 热量传递是指由于温度差引起的能量转移，简称传热。由热力学第二定律可知，在自然界中凡是有温差存在时，热就必然从高温处传递到低温处，因此传热是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。 2. 化学工业与热传递的关系 化学工业与传热的关系密切。这是因为化工生产中的很多过程和单元操作，多需要进行加热和冷却，例如：化学反应通常要在一定的温度进行，为
《化学反应工程》课程综合复习资料 一、填空题 1、全混流反应器的E 函数表达式为 ，其无因次方差2 θσ= ，而平推流反应器的无因次方差2θσ＝ 。 2、工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是 、 、和 。 3、在间歇反应器中进行一恒压气相反应32A B R +→，原料为A 和B 的混合物，其中A 含量为20%(mol)，若物料初始体积为2升，则A 转化50％时，物料的总体积为 。 4、基元反应的分子数 （可能/不可能）是小数。 5、某液相反应A R →于50℃下在间歇反应器中进行，反应物A 转化80％需要10min ，如果于相同条件下在平推流反应器中进行，则达到同样的转化率需要的空时为 ；如果同样条件下在全混流反应器中进行，达到同样的转化率需要的空时 。 6、测定非理想流动的停留时间分布函数时，两种最常见的示踪物输入方法为 和 。 7、完全混合反应器（全混流反应器）内物料的温度和浓度 ，并且 （大于/小于/等于）反应器出口物料的温度和浓度。 8、多级混合模型的唯一模型参数为 ，轴向扩散模型的唯一模型参数为： 。 9、对于单一反应，在相同的处理量和最终转化率条件下，选择反应器时主要考虑 ；而对于复合反应，选择反应器时主要考虑的则是 。 10、对于反应23A B R +→，各物质反应速率之间的关系为：(-r A ):(-r B ):r R ＝ 。 11、某重油催化裂化装置处理量为100吨重油/h ，未转化重油为6吨/h ，汽油产量为42吨/h ，则重油的转化率为_ _，工业上汽油的收率及选择性为_ _和_ _。 12、某反应的计量方程为A R S →+，则其反应速率表达式 。 13、反应级数 （可能/不可能）大于3， （可能/不可能）是0，基元反应的分子数 （可能/不可能）是0。 14、在一个完整的气—固相催化反应的七大步骤中，属于本征动力学范畴的三步为 、 和 。 15、在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速率方程式的两种最主要的方法为 和 。 16、对于一个在全混流反应器里进行的放热反应，一般可以出现三个定常态操作点M 1、M 2、M 3，如下图所示，其中M 1和M 3这两点我们称之为 的定常态操作点，M 2则称为 的定常态操作点。实际操作时，我们一般选择M 1、M 2、M 3中 做为操作点。 17、某一级液相反应在间歇式反应器中进行，5min 转化率为50％，则转化率达到80％需时间_____min 。 18、某反应的速率方程式为n A A r kC -= mol/(m 3 .h)，则反应级数n 为2时，k 的单位为 _。 19、某反应的计量方程为A R S →+，则其反应速率表达式 。
一、单项选择题： （每题2分，共20分） 1．反应器中等温进行着A →P(1)和A →R(2)两个反应，当降低A 的浓度后，发现反应生成P 的量显著降低，而R 的生成量略降低，表明(A ) A ．反应(1)对A 的反应级数大于反应(2) B ．反应(1) 对A 的反应级数小于反应 (2) C ．反应(1)的活化能小于反应(2) D ．反应(1)的反应速率常数大于反应(2) 2.四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值2θσ为( B ) A ． 1.0 B. 0.25 C ．0.50 D ．0 3．对一平行—连串反应R A Q P A ?→??→??→?) 3()2()1(，P 为目的产物，若活化能次序为：E 2
化学反应工程基础知识总结（笔记） 1、化学反应工程是一门研究涉及化学反应的工程问题的学科。如何将其在工业规模上实现是化学反应工程的主要任务。 2、理想置换反应器的特点：①由于流体沿同一方向，以相同速度向前推进，在反应器内没有物料的返混，所有物料通过反应器的时间都是相同的②在垂直于流动方向上的同一截面，不同径向位置的流体特性是一致的③在定常态下操作，反应器内状态只随轴向位置改变，不随时间改变。 3、全混流反应器的特性①物料在反应器内充分返混②反应器内各物料参数均一③反应器的出口组成与器内物料组成相同④反应过程中连续进料与出料，是一定常态过程。 4、返混的定义：物料在反应器内不仅有空间上的混合而是有时间上的混合，这种混合过程称返混。 5、非均相催化反应过程步骤①反应组分从流体主体向固体催化剂外表面传递②反应组分从外表面向催化剂内表面传递③反应组分在催化剂表面的活性中心上吸附④在催化剂表面上进行化学反应⑤反应产物在催化剂表面上解吸⑥ 反应产物从催化剂内表面向外表面传递⑦反应产物从催化剂的外表面向流体主体传递 6、兰格缪尓（Langmuir）吸附模型条件①催化剂表面上活性中心分布是均匀的②吸附活化能和脱附活化能与表面吸附的程度无关③每个活性中心仅能吸附一个气相分子④被吸附分子间互不影响，也不影响空位对气相分子的吸附。 7、焦姆金（Temkhh）吸附模型： 一般吸附活化能随覆盖率的增加而增大，脱附活化能则随覆盖率的增加而减小，因此吸附热必然随覆盖率的增加而减小。 8、催化剂颗粒内气体扩散：多孔催化剂颗粒内的扩散现象是很复杂的。除扩散路径极不规则外，孔的大小不同时，气体分子扩散机理亦有所不同。当孔径较大时，分子的扩散阻力要是由于分子间碰撞所致，这种扩散通常所称的分子扩散或容积扩散。当微孔的孔径小于分子的平均自由程时，分子与孔壁的碰撞机会超过了分子间的相互碰撞，从而使分子与孔壁的碰撞成为扩散阻力的主要因素，称为克努森（Knudson）扩散。 9、一微拟均相非理想流模型①流体在床层中流动属非理想流动，但遵循轴向扩散模型②流体沿床层径向温度、浓度是均一的，仅沿轴向变化③流体与催化剂在同一截面处的温度、浓度相同。三个基本方程：动量、物料、热量衡算方程。 10、流体床反应器的特点①流体床反应器采用的催化剂颗粒直径远小于固定床反应器选用的颗粒直径。则流化床反应器中颗粒外表面积远大于固定床反应器中颗粒的外表面积②由于流化床反应器颗粒直径较小，催化剂颗粒的内扩
中北大学 课程设计说明书 学生姓名:学号： 1404 学院: 环境与安全工程学院 专业: 安全工程 题目: 乙烯/空气混合气体管道波纹阻火器设计 指导教师：职称:讲师 2018年1 月14日
目录 1 概论 (1) 2 机械阻火器 (2) 2.1 阻火器的工作原理 (2) 2.2 阻火器的种类 (4) 2.3 阻火器主要应用场所 (4) 2.4 阻火器特点 (5) 3 波纹型阻火器（乙烯/空气）设计 (6) 3.1 GZW-1型波纹型阻火器 (6) 3.2波纹型阻火器结构 (8) 3.3阻火器结构设计 (9) 3.4阻火器性能测试 (15) 4课程设计总结 (16) 参考文献 (17)
1概论 爆炸阻隔是一种利用隔爆装置将设备内发生的燃烧或爆炸火焰实施阻隔，使之无法通过管道传播到其他设备中去的一种防爆技术措施。隔爆技术措施按作用机制不同，分为机械隔爆和化学隔爆两种类型，隔爆装置主要有工业阻火器、主动式隔爆装置和被动式隔爆装置等几种类型。工业阻火器又分为机械阻火器、液封阻火器和料封阻火器等类型，主要用于阻隔燃烧和爆炸初期火焰蔓延；主动式隔爆装置通过传感器探到的爆炸信号实施制动；被动式隔爆装置则依靠爆炸波本身引发制动。本次设计产品为波纹型阻火器（乙烯/空气），为机械阻火器的一种。阻火器的作用是防止外部火焰窜入存有易燃、易爆物料的设备、管道、容器内，或者阻止火焰在设备和管道闻蔓延。 乙烯极易发生氧化爆炸，当乙烯气体浓度达到爆炸极限，遇到点火源，便可发生氧化爆炸。乙烯在空气中爆炸浓度范围大约为2.74～36.95%（体积）。同时乙烯爆炸所需点火能很低，约0.096 mJ。此外乙烯具有分解爆炸特性，其分解过程不需要助燃剂氧气的参与。一旦局部气体过热使少量气体分解而波及剩余气体，短时间内气体急剧膨胀并且放出大量热量，最终导致爆炸发生[1]。故通过高效、经济的阻火器来阻止乙烯爆炸，或进行爆炸阻隔很有必要。 防火、灭火技术是防火防爆课程的主要研究内容之一，通过本设计，进一步学习防火、灭火的基本理论知识，掌握各类阻火器的工作原理、规格、用途、效能以及使用方法。
4?从反应器停留时间分布测定中 ，求得无因次方差「二 _ 0.98 ，反应器可视为 XXX 大学 化学反应工程 试题B （开）卷 （答案）2011 — 2012学年第一学 期 一、单项选择题： （每题2分，共20分） 1.反应器中等温进行着 A T P （1）和A T R （2）两个反应，当降低 A 的浓度后，发现反 应生成P 的量显著降低，而 R 的生成量略降低，表明 （） A .反应（1）对A 的反应级数大于反应 （2） B .反应（1）对A 的反应级数小于反应 C .反应（1）的活化能小于反应 （2） D .反应（1）的反应速率常数大于反应 2 一为（） 2?四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值 A . 1.0 B. 0.25 C . 0.50 A （1） > A ⑶ > D . 0 P —-(2)， Q 3. 对一平行一连串反应 为了目的产物的收率最大， A .先高后低 B.先低后高 C .高温操作 4. 两个等体积的全混流反应器进行串联操作， 与第二釜的反应速率-広2之间的关系为（ A . -r Ai > -r A2 B . -r Ai 则最佳操作温度序列为（ ,P 为目的产物，若活化能次序为：E 2 中北大学 中北大学 课 程 设 计 任 务 书 《化学反应工程》试题及答案 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 《化学反应工程》试题 一、填空题 1. 质量传递 、 热量传递 、 动量传递 和化学反应 称为三传一反. 2. 物料衡算和能量衡算的一般表达式为 输入-输出=累积 。 3. 着眼组分A 转化率x A 的定义式为 x A =(n A0-n A )/n A0 。 4. 总反应级数不可能大于 3 。 5. 反应速率-r A =kC A C B 的单位为kmol/m 3·h ，速率常数k 的因次为 m 3/kmol ·h 。 6. 反应速率-r A =kC A 的单位为kmol/kg ·h ，速率常数k 的因次为 m 3/kg ·h 。 7. 反应速率2 /1A A kC r =-的单位为mol/L ·s ，速率常数k 的因次为 (mol)1/2·L -1/2·s 。 8. 反应速率常数k 与温度T 的关系为2.1010000 lg +- =T k ， 其活化能为 83.14kJ/mol 。 9. 某反应在500K 时的反应速率常数k 是400K 时的103倍，则600K 时的反应速率常数k 时是400K 时的 105 倍。 10. 某反应在450℃时的反应速率是400℃时的10倍，则该反应的活化能为（设浓度不变） 186.3kJ/mol 。 11. 非等分子反应2SO 2+O 2==2SO 3的膨胀因子2SO δ等于 -0.5 。 12. 非等分子反应N 2+3H 2==2NH 3的膨胀因子2H δ等于 –2/3 。 13. 反应N 2+3H 2==2NH 3中（2N r -）= 1/3 （2H r -）= 1/2 3NH r 14. 在平推流反应器中进行等温一级不可逆反应，反应物初浓度为C A0，转化率为x A ，当反应器体积增大到n 倍时，反应物A 的出口浓度为 C A0(1-x A )n ，转化率为 1-(1-x A )n 。 15. 在全混流反应器中进行等温一级不可逆反应，反应物初浓度为C A0，转化率为x A ，当反应器体积增大到n 倍时，反应物A 的出口浓度为 A A x n x )1(11-+-，转化率为A A x n nx )1(1-+。 16. 反应活化能E 越 大 ，反应速率对温度越敏感。 17. 对于特定的活化能，温度越低温度对反应速率的影响越 大 。 18. 某平行反应主副产物分别为P 和S ，选择性S P 的定义为 (n P -n P0)/ (n S -n S0) 。 19. 某反应目的产物和着眼组分分别为P 和A 其收率ΦP 的定义为 (n P -n P0)/ (n A0-n A ) 。 20. 均相自催化反应其反应速率的主要特征是随时间非单调变化，存在最大的反应速率 。 21. 根据反应机理推导反应动力学常采用的方法有 速率控制步骤 、 拟平衡态 。 22. 对于连续操作系统，定常态操作是指 温度及各组分浓度不随时间变化 。 23. 返混的定义： 不同停留时间流体微团间的混合 。 《化学反应工程》试题 XXX大学化学反应工程试题B（开）卷 （答案）2011—2012学年第一学期 一、单项选择题：（每题2分，共20分） 1．反应器中等温进行着A→P(1)和A→R(2)两个反应，当降低A的浓度后，发现反应生成P的量显著降低，而R的生成量略降低，表明(A ) A．反应(1)对A的反应级数大于反应(2) B．反应(1) 对A的反应级数小于反应(2) C．反应(1)的活化能小于反应(2) D．反应(1)的反应速率常数大于反应(2) 2.四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值为( B ) A． 1.0 B. 0.25 C．0.50 D．0 3．对一平行—连串反应，P为目的产物，若活化能次序为：E2 化学工程与工艺专业培养方案 （工学，化学工程与工艺，081301） 一、培养目标 以国家建设和社会需求为导向，本专业培养具有高度的社会责任感和良好的职业道德，良好的人文社会科学素养和健康的身心素质，具备化学、化学工程与技术及相关学科的基础知识，基本理论和基本技能，具有较强的工程实践能力和创新意识的高素质应用型工程技术人才。毕业后可在化工、能源、资源、冶金、材料、轻工、医药、食品、环保和军工等部门从事工程设计、技术开发、生产运行与技术管理等工作。 二、培养要求 本专业培养的基本要求是所培养的学生能够适应科技进步和社会发展需要，适应改革开放和社会主义经济建设需要，除了掌握扎实的化工基础及专门知识以外，还要熟悉与该化工领域有关的一个专业方向知识。本专业设高分子化工和能源化工两个方向。其中高分子化工方向应具有扎实的高分子合成、加工与管理的相关知识、能力和素质；能源化工方向应具有较强的能源与环境等方面的知识、能力和素质。 三、培养标准 本专业的培养规格分为知识、能力与素质三大方面，共计15条培养标准。 1. 知识要求 （1）具有较扎实的数学和自然科学基础，了解现代物理、信息科学、环境科学、心理学的基本知识，了解当代科学技术发展的其他主要方面和应用前景； （2）熟练掌握一门外国语；掌握现代计算机技术应用与编程，具有应用计算机技术进行工程表达的能力； （3）掌握化学工程、化学工艺学科的基本理论、基本知识和工程基础知识，受到化学与化工实验技能、工程实践、计算机应用、科学研究与工程设计方法的基本训练； （4）具有一定人文、社会科学基础、科学文献检索和文学表述能力； 识，对本专业范围的科学技术新发展及其动向有一般的了解。 2．能力要求 （1）具有较强的自学能力、具有综合应用各种手段(包括外语)查取资料、获取信息的基本能力；具有应用语言、文字、图件进行工程表达和交流的基本能力；至少掌握一门计算机高级语言，具有计算机应用、主要测试和试验仪器使用的基本能力； （2）具有本专业所必须的实验、测试、计算机应用等技能，掌握化工装置工艺与设备的设计方法、化工过程模拟优化方法，具有对新工艺、新技术、新设备、新产品进行研究、开发、设计和模拟放大的初步能力； （3）具有较强开拓创新精神，初步掌握一门外语，能比较熟练地阅读本专业外文书刊，了解本学科国际前沿性的科学技术最新发展动态，具有一定的创新性思维和科技研究能力； （4）具有综合应用知识的能力，能够进行化工设计、应用和管理；经过一定环节的训练后，具有初步的科学研究或技术研究、应用开发等创新能力； （5）具有综合应用各种手段（包括外语）查询资料、获取信息、拓展知识领域、继续学习的能力。 3．素质要求 （1）热爱社会主义祖国，拥护中国共产党的领导，掌握马列主义、毛泽东思想和邓小平理论的基本原理；愿为社会主义现代化建设服务、为人民服务；有为国家富强、民族昌盛而奋斗的志向和责任感；具有敬业爱岗、艰苦求实、热爱劳动、遵纪守法、团结合作的品质；具有良好的思想品德、社会公德和职业道德； （2）热爱本专业，比较系统地掌握本专业所必需的自然科学基础与技术科学基础的理论知识，具有一定的专业知识和相关的工程技术知识和技术经济、工业管理知识，对本专业学科范围内的科学技术新发展及其动向有一般了解； （3）具有较好的文化素质和心理素质以及一定的修养。积极参加社会实践，走正确的成长道路，受到必要的军事训练，能够同群众结合，理论联系实际，实事求是，热爱劳动； 、绪论 1. 研究对象是工业反应过程或工业反应器 研究目的是实现工业反应过程的优化 2. 决策变量：反应器结构、操作方式、工艺条件 3. 优化指标一一技术指标：反应速率、选择性、能耗 掌握转化率、收率与选择性的概念 4. 工程思维方法 1. 反应类型：简单反应、自催化、可逆、平行、串联反应 基本特征、分析判断 2. 化学反应速率的工程表示 3. 工业反应动力学规律可表示为： r i f c （G ） f T （T ） a ）浓度效应——n 工程意义是：反应速率对浓度变化的敏感程 度。 b ）温度效应——E 工程意义是：反应速率对温度变化的敏感程 度。 E ---- cal/mol , j/mol T ----- K R = 1.987cal/mol.K = 8.314 j/mol.K 化学反应动力学 反应速率= 反应量 （反应时间）（反应 已知两个温度下的反应速率常数 k , 可以按下式计算活化能 工程问题 动力学问题 三、PFR与CSTR基本方程 1.理想间歇：t V R V o c Af dC A CA0( J ) x Af dx A XA0( J ) 2.理想PFR V R V o C Af dc A C A0 ( J) C A0 x Af dx A x A 0(「A) 3. CSTR 4. 图解法 V R C A0 C A C A0X A T /C A0 0 X Af X A 四、简单反应的计算 n=1,0,2级反应特征C A C A0(1 X A)浓度、转化率、反应时间关系式 基本关系式PFR（间歇）CSTR V R C Af dC A V R C A0 C A p V。C A0 (：)m v (「A) PFF H CSTR CSTR>PFR C A0X A k p C A0 X A k p n=0 n=1 n=2 C A0 kC A . 11 k p 丁 C A C A0 k p 1吒C A0 化学反应工程原理 一、选择题 1、气相反应 CO + 3H 2 CH 4 + H 2O 进料时无惰性气体，CO 与2H 以1∶2摩尔比进料， 则膨胀因子CO δ=__A_。 A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2、一级连串反应A S K 1 K 2 P 在间歇式反应器中，则目的产物P 的最大浓度=m ax ,P C ___A____。 A. 1 22 )(210K K K A K K C - B. 2 2/1120 ]1)/[(+K K C A C. 122 )(120K K K A K K C - D. 2 2/1210]1)/[(+K K C A 3、串联反应A → P （目的）→R + S ，目的产物P 与副产物S 的选择性 P S =__C_。 A. A A P P n n n n --00 B. 0 A P P n n n - C. 0 0S S P P n n n n -- D. 0 0R R P P n n n n -- 4、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 5 、对于单一反应组分的平行反应A P(主) S(副)，其瞬间收率P ?随A C 增大而单调下降，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 6、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 7 、一级不可逆液相反应 A 2R ，3 0/30.2m kmol C A =， 出口转化率 7.0=A x ，每批操作时间 h t t 06.20=+，装置的生产能力为50000 kg 产物R/天，R M =60，则反应器的体积V 为_C_3 m 。 A. 19.6 B. 20.2 C. 22.2 D. 23.4 8、在间歇反应器中进行等温一级反应A → B ， s l mol C r A A ?=-/01.0，当l mol C A /10=时，求反应至 l mol C A /01.0=所需时间t=____B___秒。 A. 400 B. 460 C. 500 D. 560 9、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 = opt τ_____D__。 A. 1 212) /ln(K K K K - B. 1 221)/ln(K K K K - C. 2 112)/ln(K K K K D. 2 11K K 10、分批式操作的完全混合反应器非生产性时间0t 不包括下列哪一项____B___。 化学反应工程课程设计题目年产80000t乙酸乙酯间歇釜式反应器设计系别化学与化工学院 专业应用化学 学生姓名 学号年级 指导教师职称副教授 2013 年 6 月20 日 一、设计任务书及要求 1.1设计题目 80000t/y 乙酸乙酯反应用间歇釜式反应器设计 1.2设计任务及条件 （1）反应方程式： )()()()(2523523S O H R H C O O C CH B OH H C A COOH CH +?+ （2）原料中反应组分的质量比：A ：B ：S=1：2：1.35。 （3）反应液的密度为1020kg/3m ,并假设在反应过程中不变。C 100?时被搅拌液体物料的物性参数为： 比热容为13.124-??=K mol J C p ，导热系数()C m W ??=/325.0λ，黏度 s Pa .101.54-?=μ。 （4）生产能力：80000t/y 乙酸乙酯，年生产8000小时，，每小时生产10t,乙酸的转化率为40℅。每批装料、卸料及清洗等辅助操作时间为1h 。 （5）反应在100℃下等温操作，其反应速率方程如下： ()K c c c c k r S R B A A /1-= 100℃时，min)./(1076.441mol L k -?=，平衡常数K =2.92。反应器填充系数可取0.70-0.85。乙酸乙酯相对分子质量88；乙酸相对分子质量60；乙醇相对分子质量46；水相对分子质量18。 （6）最大操作压力为10.4P MPa =。加热的方式为用夹套内的水蒸汽进行电加热。 1.3设计内容 1、物料衡算及热量衡算； 2、反应器体积计算及高径比、直径等参数确定； 3、反应搅拌器设计； 4、其他配件； 5、带管口方位图的设备条件图绘制（不用绘制零件图，不用达到设备装配图水平）； 6、设计体会； 1.化学反应工程是一门研究______________的科学。 2.化学反应速率式为β α B A C A C C K r =-，如用浓度表示的速率常数为C K ，用压力表示的速率常数 P K ，则C K =_______P K 。 3. 平行反应 A P(主) S(副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，选择性S p 与_______无关，仅是_______的函数。 4.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。 5.对于恒容的平推流管式反应器_______、_______、_______一致。 6.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_______。 7.流体的混合程度常用_______、_______来描述。 8.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。 9.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。 10.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。 11.对于可逆的放热反应，存在着使反应速率最大的最优温度opt T 和平衡温度eq T ，二者的关系为______________。 12.描述流化床的气泡两相模型，以0U 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mf U 通过，而其余部分_______则全部以气泡的形式通过。 13.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。 14.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。 II.1.一级连串反应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 = opt τ_______。 A. 1212)/ln(K K K K - B. 1221) /ln(K K K K - C. 2 112)/ln(K K K K D. 211K K 2.全混流反应器的容积效率η小于1.0时，且随着A χ的增大而减小，此时该反应的反应级数n_______。 A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0 3.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。 A. =0 B. =1 C. ＞1 D. ＜1 4.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。 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 5.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。A. 填料塔 B. 喷洒塔 C. 鼓泡塔 D. 搅拌釜 6.催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为d m i d C k dt d ψψ =- ，当平行失活对反应物有强内扩散阻力时，d 为_______。 河南城建学院 《反应工程》课程设计任务书专业： 姓名： 学号： 指导教师： 化学与化学工程系 2012年5月 一、设计时间及地点 1、设计时间：2012年5月28日—— 6月8日 具体安排： 2012年5月28日上午教师组织学生分组，布置课程设计任务 2012年5月28日下午学生开始查阅资料，整理资料，理出设计思路2012年5月29日开始学生在教师指导下开始进行课程设计计算 2012年6月5日开始学生在教师指导下编写设计说明书并绘制图纸2012年6月8日上午分组进行答辩 2、设计地点：9#楼C—509教室 二、设计目的和要求 通过课程设计，要求更加熟悉工程设计基本内容，掌握化学反应器设计的主要程序及方法，锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力、独立工作和创新能力。 三、设计题目和内容 设计题目： 年产（5+（学号-25）×0.5）万吨的银催化氧化乙烯合成环氧乙烷的反 应器设计 设计条件：银催化氧化乙烯合成环氧乙烷。 表1 原料气的组成 组分C2H4CO2O2N2 含量 3.47.7 5.683.3 （mol%) 生产规模：（5+（学号-25）×0.5）万吨/年 原料进入反应器的温度为210°C 反应温度为250°C 反应压力为1MPa 乙烯转化率为[12+(学号-20)×0.5]%；选择性为65%；空速为5000h-1年工作时间7200小时 反应产物分离后回收率为90% 四、设计方法和步骤 1、设计方案简介 根据设计任务书所提供的条件和要求，通过对现有资料的分析对比，初步确定工艺流程。对选定的工艺流程、主要设备的型式以及数值积分计算等进行简要的论述。 2、主要设备的工艺设计计算 ①反应的物料衡算、热量衡算 ②催化剂床层高度计算 3、典型辅助设备的选型和计算: 包括典型辅助设备的主要工艺尺寸计算和设备型号规格的选定 4、制图： ①绘制带控制点的工艺流程图 ②绘制主体设备图 5、编写设计说明书 五、设计成果的编制 本课程的设计任务要求学生做设计说明书1份、图纸2张。各部分具体要求如下： （一）设计说明书的内容与顺序： 1、封面（包括题目、学生班级、学生姓名、指导教师姓名等） 2、设计任务书 3、目录 4、正文 4.1 绪论：工艺生产技术方法及进展，反应动力学概述、设计任务的意义、设计结果简述 4.2 设计方案简介 4.3 物料流程图及说明 4.4 设计计算说明书（包括装置的工艺计算：物料衡算、热量衡算，反应器床层计算） 4.5 装置流程图（带控制点的工艺流程图和主体设备图）及其说明 4.6 设计结果概要 4.7 设计体会及今后的改进意见 5、参考文献 6、主要符号说明（必须注明意义和单位） 说明书必须书写工整、图文清晰。说明书中所有公式必须写明编 《化学反应工程原理》复习思考题 第一章绪论 1、了解化学反应工程的研究内容和研究方法。 2、几个常用指标的定义及计算：转化率、选择性、收率。 第二章化学反应动力学 1、化学反应速率的工程表示，气固相催化反应及气液相非均相反应反应区的取法。 2、反应速率常数的单位及其换算。 3、复杂反应的反应速率表达式（可逆、平行、连串、自催化）。 4、气固相催化反应的步骤及基本特征。 5、物理吸附与化学吸附的特点。 6、理想吸附等温方程的导出及应用（单组分吸附、解离吸附、混合吸附）。 7、气固相催化反应动力学方程的推导步骤。 8、不同控制步骤的理想吸附模型的动力学方程的推导。 9、由已知的动力学方程推测反应机理。 第三章理想间歇反应器与典型化学反应的基本特征 1、反应器设计的基本方程式。 2、理想间歇反应器的特点。 3、理想间歇反应器等温、等容一级、二级反应反应时间的计算及反应器体积的计算。 4、自催化反应的特点及最佳工艺条件的确定及最佳反应器形式的选择。 5、理想间歇反应器最优反应时间的计算. 7、可逆反应的反应速率，分析其浓度效应及温度效应。 8、平行反应选择率的浓度效应及温度效应分析。 9、平行反应反应器形式和操作方式的选择。 10、串连反应反应物及产物的浓度分布，t opt C p.max的计算。 11、串连反应的温度效应及浓度效应分析。 第四章理想管式反应器 1、理想管式反应器的特点。 2、理想管式反应器内进行一级、二级等容、变容反应的计算。 3、空时、空速、停留时间的概念及计算。 4、膨胀率、膨胀因子的定义，变分子数反应过程反应器的计算。 第五章理想连续流动釜式反应器 1、全混流反应器的特点。 2、全混流反应器的基础方程及应用。 3、全混釜中进行零级、一级、二级等温、等容反应时的解析法计算。 4、全混釜的图解计算原理及图解示意。 5、全混流反应器中的浓度分布与返混，返混对反应的影响。 6、返混产生的原因及限制返混的措施。 7、多釜串联反应器进行一级、二级不可逆反应的解析法计算。 8、多釜串联反应器的图解法计算原理。 第七章化学反应过程的优化 1、简单反应过程平推流反应器与全混流反应器的比较及反应器形式的选择。 2、多釜串连反应器串连段数的选择分析。 3、自催化反应反应器的选型分析。 4、可逆放热反应速率随温度的变化规律，平衡温度和最优温度的概念。 5、平行反应选择率的温度效应及浓度效应分析，反应器的选型，操作方式的确定。 6、串连反应影响选择率和收率的因素分析，反应器的选型及操作方式的确定。 7、平推流与全混釜的组合方式及其计算。 第八章气固相催化反应过程的传递现象 1、气固相催化反应的全过程及特点。 2、等温条件下催化剂颗粒的外部效率因子的定义。 3、外扩散、内扩散对平行反应、连串反应选择性的影响分析。 4、气体流速对外扩散的影响分析。 5、等温条件下催化剂颗粒的内部效率因子的定义。水污染控制工程课程设计
课 程 设 计 说 明 书
学生姓名： 学 专 题 院： 业：
郭凯旋
学 号： 化工与环境学院 环境工程
0804014209
目：流量为 8000 m3/h 的城市污水 A2/O 法 脱氮除磷工艺设计
指导教师： 指导教师：
晋日亚
职称: 职称:
副教授
2011 年 5 月 27 日
课程设计任务书
2010~2011 学年第 二 学期
学 专
院： 业：
化工与环境学院 环境工程 郭凯旋
3
学 生 姓 名：
学 号： 0804014209
2
课程设计题目：流量为 8000 m /h 的城市污水 A /O 法 脱氮除磷工艺设计 起 迄 日 期： 课程设计地点： 指 导 教 师： 系 主 任： 5 月 16 日～5 月 27 日 环境工程系 晋日亚 王海芳
下达任务书日期: 2011 年 5 月 16 日
1．设计目的：
通过课程设计，进一步强化水污染控制工程课程的相关知识的学习，初步掌握污水 处理中常见构筑物的设计方法、 设计步骤。 学会用 CAD 软件绘制构筑物的基本设计图纸。
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等） ：
原始数据与基本参数： 原始数据与基本参数： 设计污水流量： 8000 m3/h； z： COD： mg/L， K 1.3， 300 BOD5： 200mg/L； 170mg/L； SS： TN：20mg/L；TP：6 mg/L，水温：10～25℃，处理后二级出水 BOD5：25mg/L；SS： 30mg/L；TN＜5mg/L,TP≤1 mg/L。其它参数查阅相关文献自定。 设计内容和要求： 设计内容和要求 ①计算 A2/O 法脱氮除磷的工艺参数； ②A2/O 法脱氮除磷的工艺构筑物的图纸详细设计。
3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、 实物样品等〕 ：
（1）课程设计说明书一份； （2）说明书内容包括： ①A2/O 法脱氮除磷的工艺在水处理中的作用说明； ②根据给出参数对 A2/O 法脱氮除磷的工艺各部分尺寸的详细计算过程； ③设计图纸（CAD 绘图）规范，图纸包括整体图和局部图的设计，计算尺寸要在图 中相应的位置标明； ④单位要正确，参考文献必须在说明书中相应的位置标注，语言流畅、规范。 （3）工作量：两周《化学反应工程》试题及标准答案
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