为保证固定床反应器空隙率分布均匀，一般要求床层直径与颗粒直径之比小于10。

用生物固定床反应器处理废气，已知反应器的内径为1.8m，填料层高3m，填料颗粒为高5mm、直径3mm的柱体，空隙率为0.38。通过固定床的废气平均密度为25.5kg/m³，黏度为1.7×10^-5Pa·s，已知气体通过固定床后的压降为12.3kPa，求气体的平均体积流量(忽略填料上附着的生物膜对床层的影响)。

在内径为5.1cm的固定床反应器中常压进行萘氧化反应：

  采用直径为0.318cm的球形钒催化剂，该反应可按拟1级反应处理，以床层体积为基准的反应速率常数为

    反应热效应△H_r=-1796kJ/mol，床层空隙率等于0.4，床层外用630K等温熔盐冷却，床层与熔盐间的传热系数为180J/(m²·s·K)。萘在钒催化剂内的有效扩散系数等于1.2×10^-3cm²/s，若床层的热点温度为641K，试计算热点处气相中萘的浓度。假定外扩散的影响可不考虑，副反应可忽略。

在一微分固定床实验反应器中，于常压、713K等温条件下进行气体A的分解反应，反应为1级不可逆，已知床层体积为5cm³，床层空隙率为0.4，催化剂颗粒直径为2.4mm，气体A的有效扩散系数为1．2×10^-2cm²/s，实验测得反应器出口处A的气相浓度为1.68×10^-5mol/cm³，A的反应速率(床层)为1.04×10^-5mol/(cm³·s)。试求催化剂的内扩散有效因子。

在工业生产中的含酚废液及废气可用催化法将酚烧成二氧化碳和水，使其符合排放标准。现拟设计一固定床绝热反应器在0.1013MPa下燃烧含酚气体中的苯酚。标准状态下含酚气体处理量为1200m³/h，苯酚质量浓度为800mg/kg，于403K下进入反应器，要求燃烧后气体中含酚质量浓度为100mg/kg。采用直径为8mm以氧化铝为载体的氧化铜球形催化剂，在该催化剂上苯酐燃烧反应为1级不可逆反应，反应速率常数与温度的关系为

  k=7.03×10⁶exp(-5000/T) (min^-1)

  试计算催化剂用量(可忽略外扩散阻力)。

  催化剂性质：比表面积为140m²/g，颗粒密度为0.9g/cm³，孔容为0.42cm³/g，曲节因子为3，床层空隙率为0.38。

  反应气体的定压比热容为30J/(mol·K)，反应热等于-2990kJ/mol。

轴向扩散模型参数的计算

  有一固定床反应器，已知管径为2.54cm，长为150cm，管数为1320根。管内填充φ0.6cm的催化剂颗粒。为了测定轴向扩散系数，今以同样大小的一根管子进行示踪实验，气流自管子上部向下通过催化剂颗粒床层，在距离示踪剂进口40cm处，设置第一个检测点，在距离第一个检测点80cm处设置第二个检测点。根据检测点所得示踪物浓度变化的实验数据，求得，若床层空隙率为0.42，气流空塔速度为1.4cm/s，求De/uL值。

1级不可逆反应A→B，在装有球形催化剂的微分固定床反应器中进行，温度为400℃且等温，测得反应物浓度为0.05kmol/m³时的反应速率(以床层计)为2.5kmol/(m³·min)，该温度下以单位体积床层计的本征速率常数为k_V=50s^-1，床层空隙率为0.3，A的有效扩散系数为0.03cm²/s，假定外扩散阻力可不计，试求

在固定床催化反应器内进行如下合成反应：

  

  已知该反应动力学方程为：，若

  

  则

  433K时，k=0.0965s^-1，空隙率ε=0.4。试求：当每小时处理2845m³混合原料气，C₂H₂的转化率达67%时，催化床层体积为多少?

  [说明] ①物料在反应器内的流动模型为活塞流；②该气一固催化反应前后分子数发生变化。

在固定床催化反应器内进行如下合成反应

  

  已知该反应动力学方程为：，若c_C2H2=c_HCl则-r_A=kc_C2H2

  433K时，k=0.0965s^-1，空隙率ε=0.4。试求：当每小时处理2845m³混合原料气，C₂H₂的转化率达67%时，催化床层体积为多少?

  [说明]①物料在反应器内的流动模型为活塞流；②该气—固催化反应前后分子数发生变化。

在固定床催化反应器内进行如下合成反应

  

  已知该反应动力学方程为：，若c_C2H2=c_HCl则-r_A=kc_C2H2

  433K时，k=0.0965s^-1，空隙率ε=0.4。试求：当每小时处理2845m³混合原料气，C₂H₂的转化率达67%时，催化床层体积为多少?

  [说明]①物料在反应器内的流动模型为活塞流；②该气—固催化反应前后分子数发生变化。

在固定床催化反应器内进行如下合成反应

  

  已知该反应动力学方程为：，若c_C2H2=c_HCl则-r_A=kc_C2H2

  433K时，k=0.0965s^-1，空隙率ε=0.4。试求：当每小时处理2845m³混合原料气，C₂H₂的转化率达67%时，催化床层体积为多少?

  [说明]①物料在反应器内的流动模型为活塞流；②该气—固催化反应前后分子数发生变化。