武汉工程大学（硕、博士）研究生试卷（第 1 页）
1. 在一个循环比很大的填充床反应器内（假设为全混流）进行下列反应，a→4r，反应温度下：ra＝96ca,mol/（kg催化剂。
hr）.若进料流量为2000mola/hr，ca0=0.1mol/l, 为达到35%的转化率，试确定催化剂的量。
2. 进料中含反应物a为1mol/l，使用一装填有催化剂的管式反应器，r的产量为100mol/h，在填充床内反应a→r按零级反应进行，即ra’=1mol/(原料**为1元/mola，反应器和催化剂的费用为1元/（kg催化剂。hr），未反应的a可以**。
试问：1）试确定最优转化率；
2）在最优转化率条件下r的成本。
武汉工程大学（硕、博士）研究生试卷（第 2 页）
3. 流化床一级催化反应，反应气体（u0=0.3m/s, v0=0.
3∏m3/s）自下而上通过一直径2m的流化床（umf=0.03m/s，空隙率mf=0.5）,床层内催化剂载量为7吨（w=7000kg，密度为2000kg/m3）。
其反应为：a→r，ra’＝k’ca，k’=400×10-6m3fluid/(
已知：ca0=100mol/m3，d＝20×10-6m2/s，试求：
1） 计算反应的转化率；
2） 求出床层内固体颗粒与之相接触的a组分的平均浓度；
3） 如假设气体从上而下流过床层为活塞流，求出这种情况下反应的转化率；
4） 如假设气体从上而下流过床层为全混流，求出这种情况下反应的转化率；
武汉工程大学（硕、博士）研究生试卷（第 3 页）
武汉工程大学（硕、博士）研究生试卷（第 4 页）
4. 于活性逐渐降低的催化剂上，进行下述反应（忽略热效应）：a→r，ra’=2.4×104e(-7000/t)ca2a
da/dt=2.6×1018e(-25000/t)a
采用填充床，于500k、0.2mpa进料，fa0=500mol/min，ca0=50mol/m3, 如反应器在500k下操作，希望转化率为90%，则需要新鲜催化剂为多少kg？
武汉工程大学（硕、博士）研究生试卷（第 5 页）
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