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化學反應工程學
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100年 - 100 地方政府特種考試_三等_化學工程：化學反應工程學#27019
科目：
化學反應工程學 |
年份：
100年 |
選擇題數：
0 |
申論題數：
7
試卷資訊
所屬科目：
化學反應工程學
選擇題 (0)
申論題 (7)
⑴根據以上數據，決定本反應之視反應方程式：-r
A
=k
o
CA
n
，k
o
=？ n =？（15 分）
⑵放大製程擬採用圓管式堆積床（packed bed）反應器，其中觸媒堆積密度 （packing density）為 65%。處理量：1000 liter/hr , C
Ao
=200 mmole/liter，轉化率： 90%。試以栓流反應器（PFR）設計預估處理所需要反應器的體積。（10 分）
⑶實際製程放大測試後發現，實際獲得的轉化率低於 90％，推測說明可能的原因 為何（同時考慮反應器與觸媒的因素）？（5 分）
二、考慮液態分解反應： A → B rB = 1 (mol/m
3
-hr) A → C r
C
= 6 C
A
(mol/m
3
-hr) A → D rD = 9 C
A
2
(mol/m
3
-hr) 在一理想連續攪拌反應器內進行，反應器進料成分為純A，進料濃度C
Ao
=0.8 mol/m
3
。在出口欲獲得產物C的最高產率（yield），計算該反應器的A轉化率、反應器體 積（以駐留時間τ表示）、C產率。（20 分） [反應產率（yield）的定義＝產物生成量/反應物之反應量]
⑴考慮在可隨意調控反應器內溫度分布的條件下，欲獲得最小反應器體積及最高反 應轉化率的考量下，應該設計入口的溫度較低於出口的溫度，或相反？說明其理 由。（10 分）
⑵承⑴，試演導出反應器內最佳的反應溫度分布與轉化率之間的關係方程式，以計 算為達 90%出口轉化率，反應器進口及出口轉化率的溫度分別為何？（20 分）
四、考慮一固態觸媒催化之氣相反應A(g) →B(g) ，其本徵反應速率在一大氣壓，427℃為 (-r
A
) = k
O
C
A
mole/g catal-hr。該觸媒有以下的性質： -密度 ρ：2.5 g/cm
3
；球狀直徑d：0.3 cm； -反應常數k
o
= 1.0×10
-3
liter/ g catal-hr； -觸媒內有效擴散係數（effective diffusivity）D：1.8 cm
2
/hr； -粒子表面質量擴散係數
h
：2.0×10
4
cm/hr； 試評估觸媒催化反應是否受限於任何擴散輸送程序？觸媒實際表現之視反應速率 為何？（20 分）
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