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反应器工程的发展与应用反应器工程是化学工程的重要分支，它主要研究化学反应在反应器内进行的过程及其控制。
随着科学技术的不断进步，反应器工程在各个领域的应用越来越广泛，成为了当今社会发展和工业生产的重要支撑之一。
一、反应器工程的发展历程人类早在几千年前就开始利用各种资源进行化学反应，但是真正将化学反应工程化、系统化的过程却是相当漫长的。
直到19世纪末20世纪初，反应器工程才逐渐形成了较为完整的理论体系和优化方法。
20世纪20年代初，美国化学家路易·帕斯卡尔（Lewis P. Bryton）在研究气体在管中传热的过程中，采用了一种简单的反应器模型，从而开创了反应器工程的研究方法。
随后，美国化工巨头Du Pont公司与美国化学工程师大会（AIChE）联合成立了反应器研究委员会，推动了反应器工程研究的发展。
20世纪50年代，俄罗斯科学家M.G.刘宾卡（M.G. Levich）提出了以“果壳层、赋形层和液膜层”为基础的三相反应器模型，为反应器工程研究提供了新的思路。
而到了20世纪70年代，反应器工程的研究已经逐步深入到了多相多组分化学反应的研究，并且已经发展出了适用于不同反应体系下的数值模拟和过程优化方法。
二、反应器工程在工业生产中的应用反应器工程的应用可以涵盖多个领域，比如化工、医药、生物、环保等，以下是其中几个重点方向的简单介绍：1. 化工领域在化工领域，反应器工程研究主要集中在反应工艺的优化、反应机理的解析以及反应机制的模拟等方面。
而在传统的石油化工生产、有机合成等行业中，反应器就是化工生产中贯穿始终的重要装置。
以石化行业为例，炼油、煤化工、化肥、合成树脂、精细化工等工艺都需要反应器作为关键的生产装置。
因此，对反应器工程技术的提高、应用等方面的研究会带来显著的经济和社会效益。
2. 医药领域在医药领域，反应器工程的研究主要是针对制药合成过程的控制和优化。
利用反应器工程的理论和方法，可以针对不同药物引起的问题进行合理分析和解决。
化学反应工程的新思路与前沿化学反应工程是化学工程学科中的一个重要领域，涉及到诸如物质转化、反应动力学、传质传热、催化反应等多个学科的知识。
在当前世界工业化的进程中，化学反应工程扮演着至关重要的角色。
如何提高反应效率、加快反应速率、提高产品质量和减少环境污染成为化学反应工程的研究重点。
在此背景下，新思路与前沿技术的不断涌现使得化学反应工程领域呈现出更为广阔的前景。
一、反应热学在化学反应工程中的应用反应热学是一门探究物质化学反应热性质的学科，是化学反应工程中必不可少的一个环节。
化学反应大多伴随着热量的释放或吸收，因此，了解反应热学对于正确计算反应过程的热力、热动力学参数是非常重要的。
在化学反应工程中，反应热学的应用主要包括以下几个方面：1.确定反应的热力学参数其中包括反应焓、反应熵、反应自由能等热力学函数的测定。
通过测定这些反应热学参数，可以用于进一步计算反应的热力学平衡常数、反应速率常数等重要参数，有助于更好地理解反应机制，并做出正确的反应条件和工艺的设计。
2.反应过程热平衡分析在化学反应工程中，反应系统的热平衡分析是非常重要的。
在反应过程中，通常会产生大量的热量，如果不能正确处理这些热量，将会对反应的效率和产品的质量产生极大的影响。
因此，通过进行反应热学分析，可以对反应过程中的热平衡进行科学计算，从而保证反应过程的稳定性和安全性。
3.优化反应条件与工艺设计反应热学参数的测定可以为反应条件的优化提供有力的理论支持。
通过对反应热学参数的测定，可以得出最佳反应温度、最佳反应压力等条件，从而提高反应的效率和产率。
二、催化反应工程的发展催化反应是化学工程中最为重要的领域之一，对于化学反应的转化率、选择性、产率等参数的控制具有至关重要的作用。
在催化反应工程中，通过合适的催化剂、反应温度、反应压力等条件，可以使得原本不可能进行的化学反应变得高效、可行。
最近几年，比如基于纳米合金技术和钙钛矿催化剂的光生催化等前沿技术的涌现，使催化工艺迎来了更加广阔和新的发展。
中国石油大学华东（华东）2020年春季学期《化学反应工程》在线考试答案中国石油大学华东（华东）2020年春季学期《化学反应工程》在线考试答案一：选择题1：C 2：A 3：B 4：C 5：A 6：B 7：D 8：B 9：A 10：C填空题1：高温2：反应动力学3：不可能4：等于5：167℃6：0.707 7：1 8：0.985 9：52894 10：9.97问答题1：答：使用单级反应器，具有很高的去除水中SS的能力，其内部存在相分离现象，流体流动模型对单个液相间隔区为单级全混流，整个反应器为串联多釜。
2：答：基元反应是指在反应中一步直接转化为产物的反应，又称为简单反应。
3：答：高温区交点：热稳定点，反应温度高，反应速度快，能达到的转化率高中温区交点：热不稳定点低温区交点：热稳定点，反应温度低，反应速度慢，能达到的转化率低。
工业上一般选择高温区交点为操作点，因为反应温度高，反应速度快，能达到的转化率高。
4：答：参加某种微观的基元化学物理反应的反应物粒子（分子、原子、离子、自由基）数目。
5：答：反应物料搅拌均匀的间歇反应器，或者反应物料呈活塞流或全混流的流动反应器，统称为理想反应器。
6：答：（1）选A，活性组分均匀分布型。
因为内扩散阻力可以忽略不计，说明内扩散速率很快，反应物料很容易沿着孔道向内扩散。
本征反应速率较慢，属于动力学控制，因此选活性组分均匀分布型为好。
（2）选B，活性组分分布于表面的蛋壳型。
对有内扩散阻力的串联基元反应A→R→S，因为目的反应R是中间产物，内扩散阻力的存在对R向外扩散不利，易造成R→S的反应，因此选用活性组分分布于表面的蛋壳型较好。
7：答：（1）绝热床内的温度是呈线性上升的，出口处温度最高，床层内任一点温度不可能高于出口温度，故780℃是不可能的（2）出口处A的转化率为（0.08—0.016）?100%/0.08=80%，床层内任一点处转化率不可能高于80%。
故转化率为90%是不可能的8：答：对动力学控制的气液反应，属于极慢反应，应该选用鼓泡塔；对于液膜扩散阻力控制的气液反应，属于极快、中速反应，应选用机械搅拌釜、板式塔；9：答：（1）虽然各段进口温度相等，在催化剂量相同的情况下，净转化率也按1至4段的顺序递减，第一段最大，第二段次之......第四段最小（2）因第一段反应量大于第二段反应量，所以1-2段间要取出的热量比2-3段间要取出的热量大，因而1-2段间需要的冷激量也大于2-3段间需要的冷激量。
生物反应工程考试试卷标准答案一、名词解释(10分)流加式操作：先将一定量基质加入反应器内，在适宜条件下将微生物菌种接入反应器中，反应开始，反应过程中将特定的限制性基质按照一定要求加入反应器内，以控制限制性基质浓度保持一定，当反应终止时取出反应物料的操作方式。
能量生长偶联型：当有大量合成菌体材料存在时，微生物生长取决于ATP 的供能，这种生长就是能量生长偶联型。
返混：不同停留时间的物料的混合，称为返混。
搅拌器轴功率：搅拌器输入搅拌液体的功率是指搅拌器以既定的转速回转时，用以克服介质的阻力所需用的功率，简称轴功率。
它不包括机械传动的摩擦所消耗的功率，因此它不是电动机的轴功率。
酶的固定化技术：是指将水溶性酶分子通过一定的方式如静电吸附、共价键等与载体结合，制成固相酶的技术。
二、请列出下列物理量的数学表达式 (10分)停留时间：fV =τ 呼吸商：22/O CO Q Q RQ = 稀释率：VF D =Da 准数： mmN r Da =转化率：00S S S t-=χ 三、判断题(10分)1、单罐连续培养稳态下，D=μ。
( √ )2、流加培养达到拟稳态时，D=μ。
( √ )3、单罐连续培养，在洗出稀释率下，稳态时罐内底物浓度为零。
( ⨯ )4、Da 准数是决定固定化酶外扩散效率的唯一参数，Da 准数越大，外扩散效率越高。
( ⨯ ) 5．酶经固定化后，稳定性增加，活性增大。
( ⨯ )四、图形题（15分）图1为酶促反应1/r ~1/S 曲线，指出曲线Ⅰ、Ⅱ中哪条代表竞争性抑制，哪条代表无抑制情况。
图2为流体的流变学曲线，试说出每条曲线所代表的流体类型。
图1 图2图3为连续培养的数学模型，请在图中标出临界稀释率D crit 和最大生产强度下的稀释率D m 。
图4为微生物生长模型，请图示说明如何判断限制性基质？图3 4S crit 如图所示。
若S<S crit ，此基质为限制性基质ⅠⅡ1/rSXDX五、简答题 （25分）1、莫诺方程与米氏方程的区别是什么？答：莫诺方程与米氏方程的区别如下表所示。
化学反应工程及其在环境保护中的应用化学反应工程是研究化学反应过程的科学领域，它包括了物理、化学、工程学、数学等众多学科，旨在设计和控制化学反应的操作过程，以达到理想的反应结果。
化学反应工程在工业生产、环境保护、新材料制备、能源利用等领域都有着广泛的应用，而在环境保护领域尤为重要。
化学反应工程在环境保护中的应用主要表现在以下几个方面：一、污水处理污水中含有各种有机物、无机盐、微生物等有害物质，它们的存在给环境和人类生活带来了严重危害。
当前，传统的污水处理方法已经无法满足复杂多变的污染物类型和生活水平的提高，化学反应工程的应用成为了解决污水问题的重要手段。
其中，化学氧化法是在适宜的条件下，利用氧化剂对有机废水进行氧化分解反应的方法。
例如，利用高价钨酸钠、过氧化氢等氧化剂将污染物氧化分解，从而达到净化水质的目的。
在此基础上，还发展出了催化氧化法、光化学氧化法等，这些方法不用添加大量化学物质，能高效降解各种污染物，有利于环境保护。
二、废气治理废气治理是保护大气环境的重要手段，它涉及到废气的迅速处理和净化。
化学反应工程在废气治理方面的应用主要通过吸收、吸附、脱硫、脱氮、脱苯等反应来实现。
其中，脱硫反应是较为常用的方法，该方法利用吸收剂如氧化钙、氧化钠等物质，将SO2、SO3等酸性气体转化为可溶性的硫酸钙、硫酸钠等物质，从而净化废气。
三、垃圾处理垃圾处理是现代化社会面临的难题，目前已经出现了很多循环利用、可持续发展的处理方法。
其中，化学反应工程在垃圾处理中的应用主要体现在垃圾的热解、气化、焚烧等过程中。
热解即利用高温反应将垃圾中的有机物质分解为油、气和焦等物质，这些产物可以作为燃料或化工原料利用；气化是将垃圾在高温下反应成燃料气的过程；而焚烧则是将垃圾燃烧成无害物质，同时回收能量。
四、颗粒物治理颗粒物是空气中悬浮物质，它对人体健康和大气环境造成的影响尤为明显。
化学反应工程在颗粒物的治理中，主要涉及化学吸附和化学沉淀。
