(2)在保持反应器体积不变、等温下的变容反应 P P= Po n 01325×(1+2×1×0.393) =181×105Pa 4-9在全混流反应器中进行等温反应A→B,测得反应速率(-rA)与cA的关系如下: 10 4.7|49 (1)若要达到xAr=80%,反应器体积为025m3,cA0=10 kmol m3,求进料体积流量 (2)若要达到xA=809%,cA0=15 skol- m3,qo=1m3min2,求反应器体积 (3)若反应器体积为3m3,qvo= Im. min3,cA0=8 kmol-m3,求反应器出口反应物A 的浓度 解:(1)当 (1-xAf)=10×(1-0.8)=2 kmol. m -CAO q,0=v(-TA) =0.25 =0.0625m3 CAOXA.f 10×0.8 (2)cA=cA0(1-xAf)=15×(1-0.8)=3kmom3 (-rA)=3 kmol-m-3.min-l qV·CA0 8 3 (3)r= 即3 依据表中数据,可知当cA=2kmom3时,(-rA)=2kmom3min1,与等式吻合 4-11高温下二氧化氮的分解为二级不可逆反应,2NO2==2NO+O 现将纯NO2在101325Pa和6272K下于活塞流反应器中等温分解。已知k=1.7m3.( kmol- s)1 气体处理量为120m3hi1(标态),若NO2分解率为70%。求下列两种情况下所需反应体积: (1)不考虑体积变化 (2)考虑体积变化。 101.325 解:cA0= RT8.314×627.2 =0.0194 kmol- m3 (1)不考虑体积变化,按等容过程处理 dx d x C kc6‘1x=1.7×0094×1-07=70753=00197h 120×6272 =2757m3h3 （2） 在保持反应器体积不变、等温下的变容反应： n n0 = P P0 ∴ P = P0 · n n0 = P0  n0(1 + AyA.0xA) n0 = 101325  (1 + 2  1 0.393) = 1.81  105Pa 4-9 在全混流反应器中进行等温反应 A→B，测得反应速率(-rA)与 cA 的关系如下： cA,f(kmol·m-3) 1 2 3 4 5 6 8 10 (-rA) (kmol·m-3·min-1) 1 2 3 4 4.7 4.9 5 5 （1）若要达到 xA,f = 80％，反应器体积为 0.25m3，cA,0=10kmol·m-3，求进料体积流量。 （2）若要达到 xA,f= 80％，cA,0 = 15kmol·m-3， qV,0 = 1m3·min1，求反应器体积。 （3）若反应器体积为 3m3，qV,0 = 1m3·min-1，cA,0 = 8kmol·m-3，求反应器出口反应物 A 的浓度。 解：（1）当 cA,f = cA,0（1 - xA,f）= 10  (1 - 0.8) = 2 kmol·m-3 (-rA) = 2 kmol·m-3·min-1 ∵ V qV.0 = cA.0 xA.f (-rA)f ∴ qV,0 = V (-rA) cA.0xA.f = 0.25  2 10  0.8 = 0.0625m3 （2）cA,f = cA,0（1 - xA,f）= 15  (1 - 0.8) = 3 kmol·m-3） (-rA) = 3 kmol·m-3·min-1 V= qV,0 ·cA.0 xA.f (-rA)f = 1  15  0.8 3 = 4m3 （3） = V qV.0 = cA.0 - cA.f (-rA)f 即 3 1 = 8 - cA.f (-rA)f 依据表中数据，可知当 cA,f = 2 kmol·m-3 时，(-rA) = 2 kmol·m-3·min-1，与等式吻合。 4-11 高温下二氧化氮的分解为二级不可逆反应，2NO2 === 2NO + O2 现将纯 NO2 在 101325Pa和 627.2K 下于活塞流反应器中等温分解。已知 k = 1.7m3·(kmol·s) -1， 气体处理量为 120m3·h-1（标态），若 NO2 分解率为 70％。求下列两种情况下所需反应体积： （1）不考虑体积变化； （2）考虑体积变化。 解：cA,0 = pA.0 RT = 101.325 8.314  627.2 = 0.0194 kmol·m-3 （1）不考虑体积变化，按等容过程处理   − = − = A f A f x A A A A x A A A k c x dx c r dx c , , 0 2 2 ,0 ,0 0 ,0 ( ) (1 )  = 1 kcA.0 · xA.f 1-xA.f = 1 1.7  0.0194  0.7 1 - 0.7 = 70.75s = 0.0197h qV,0 = 120  627.2 273 = 275.7 m3·h-1