在填料塔内，用氢氧化钠水溶液吸收气体中的二氧化碳，反应速率方程为 rA=k2cAcB 式中，cA和cB分别为二氧化碳

尔分数)，处理的空气量为23.5kmol/h，要求净化率达94%，碱液用量为21.59m³/h，密度为1.03g/cm³。塔顶压力为1.013×10⁵Pa，试计算鼓泡塔的直径和塔内气液混合物的高度。

  数据：反应对二氧化碳(A)和氢氧化钠(B)均为1级，速率常数为7.75×10⁶cm³/(mol·s)，D_AL=1.2×10^-5cm²/s，k_G=1.036×10^-8mol/(m²·s·Pa)，k_L=7.75×10^-3cm/s，H_A=2.753×10^-8mol/(cm³·Pa)。当u_G=18cm/s时，a=18.6cm^-1，其他流速下可按推算。

对氧气为1级，可按拟1级反应处理，邻二甲苯的转化速率

  r_B=2400c_A[kmol/(m³·h)]

  式中，c_A为液相中氧气的浓度，单位为kmol/m³。空气加入量为理论用量的1.25倍。要求邻二甲苯氧化率为16%，试计算反应体积。

  数据：氧在邻二甲苯中的扩散系数D_AL=1.44×10^-5cm²/s，氧的溶解度系数H_A=7.875×10^-8kmol/(m³·Pa)，气含率ε_G=0.2293，液相传质分系数k_L=0.07702cm/s，比相界面积a=8.574cm^-1，液相密度ρ_L=0.75g/cm³。气膜阻力可以忽略。

流量为36mol/s。该反应对氢为1级，对不饱和烃为零级。400K时反应速率常数为2.5×10^-5m³/(kg·s)，所用的催化剂直径为0.4cm，曲节因子等于1.9。若反应器的直径为2m，试计算氢的转化率为60%时所需的床高。

  已知数据：氢在液相中的扩散系数为7×10^-9m²/s，k_La_L=5.01×10^-6m³/(kg·s)，k_LSa_S=3.19×10^-5m³/(kg·s)，气膜阻力可以忽略。氢在液相中的溶解度系数为6.13。催化剂的颗粒密度为1.6g/cm³，孔率为0.45，堆密度为0.96g/cm³，床层压力降为2.0×10^-2MPa/m。

为1级反应。

  所用催化剂为球形，颗粒密度为2g/cm³。试计算

  (1)本征反应速率常数；

  (2)使用750μm催化剂时的液固相传质系数，设梯尔模数等于3；

  (3)讨论强化操作的措施。

于1.479MPa和35℃等温下以直径为2×10^-3cm的钯催化剂在机械搅拌釜内进行丁炔二醇(B)的加氢(A)反应

  CH₂OH—C≡C—CH₂OH+H₂→CH₂OH—CH===CH—CH₂OH

  含氢摩尔分数为80%的气体进釜流量为5000m³(标准状态)/h。进釜的液体中丁炔二醇的浓度为2.5kmol/m³，流量为1m³/h。该反应对氢及丁炔二醇均为1级。假定液相呈全混流，气相为活塞流。催化剂密度为8kg/m³，试计算丁炔二醇转化率为90%时所需的反应体积。

  数据：k=5×10^-5m⁶/(mol·s·kg)，k_La_L=0.277s^-1，ρ_b=1.45g/cm³，k_LS,A=k_LS,R=6.9×10^-4m/s，H_A=56.8cm³(液)/cm³(气)。

浓度分布的示意图。

用1.2mol/m³的氨水吸收某生产装置出口气中的二氧化碳，当气流主体中二氧化碳分压为1.013×10^-3MPa时，试问该处的二氧化碳吸收速率为多少?

  已知：液相中CO₂，NH₃的扩散系数均为3.5×10^-5cm²/s，2级反应速率常数为38.6×10⁵cm³/(mol·s)，二氧化碳的溶解度系数为1.53×10^-10mol/(cm³·Pa)，k_L=0.04cm/s，k_G=3.22×10^-10mol/(cm²·s·Pa)，相界面积a_L=2.0cm²/cm³。

气体A与液体B的反应为不可逆反应，对A为1级，对B为0级。已知3种情况下反应速率常数k，液侧传质系数k_L，组分A在液相中的扩散系数D_AL以及液相体积与液膜体积之比α值(见下表)。

  试分别计算这3种情况下的增大因子和有效因子值，并对计算结果进行比较与讨论。

在机械搅拌釜中于0.891MPa及155℃等温下用空气氧化环己烷。液相进料中环己烷浓度为7.74kmol/m³，氧含量为零。液体与空气的进料量分别为26.76m³/h和161m³/h，要求出口的液体中环己烷浓度为6.76kmol/m³。假定气相及液相均呈全混流，气膜阻力可以忽略不计，试计算所需的反应体积。

  已知数据：该反应对氧及环己烷均为1级，操作条件下的反应速率常数k=0.2m³/(mol·s)，氧的溶解度=1.115×10^-4kmol/(m³·Pa)。液侧传质系数k_L=0.416cm/s，比相界面积a=6.75cm^-1，气含率ε_G=0.139，氧在液相中的扩散系数D_AL=2.22×10^-4cm²/s。

液体呈全混流，试问塔高应为多少?

  已知数据：a=2.5cm^-1；k_L=0.12cm/s；ε_G=0.12，其他数据见上题。