环境工程原理第11章总结

(说明:本章中加灰底标记以及问号标记的为不确定内容)

第一节反应器与反应操作

(1)快速去除污染物的关键是什么?

快速去除污染物的关键在于反应速率。反应有快有慢,环境工程中臭氧、过氧化氢氧化有机物极快;而有机物的生化反应则很慢。

(2)反应器的一般特性主要指哪几个方面?

反应器的一般特性主要指反应器内反应物的流动状态、混合状态、浓度与温度分布、质量和能量传递性能等

(3)反应器研究开发的主要任务是什么?

根据反应动力学特性和其他条件选择选择合适的反应器型式;

根据动力学和反应器的特性确定操作方式和优化操作条件;

根据要求对反应器进行设计计算(确定反应器的尺寸)，并进行反应器性能的评价。

(4)什么是间歇操作、连续操作和半连续操作?它们一般各有哪些主要特点?

1)间歇操作(分批操作)

将反应原料一次加入反应器，反应一段时间或达到一定的反应程度后一次取出全部的反应物料，然后进入下一轮操作。

主要特点:

操作特点--反应过程中既没有物料的输入，也没有物料的输出，不存在物料的进与出。基本特征--间歇反应过程是一个非稳态的过程，反应器内组成随时间变化而变化。

主要优点--操作灵活，设备费低，适用于小批量生产或小规模废水的处理。

主要缺点--设备利用率低，劳动强度大，每批的操作条件不易相同，不便自动控制。

2)连续操作

连续地将原料输入反应器，反应产物也连续地流出反应器。

主要特点:

操作特点--物料连续输入，产物连续输出，时刻伴随着物料的流动。

基本特征--连续反应过程是一个稳态过程，反应器内各处的组成不随时间变化。(反应组分、

浓度可能随位置变化而变化。)

主要优点--便于自动化，劳动生产率高，反应程度与产品质量较稳定。规模大或要求严格控制

反应条件的场合，多采用连续操作。

主要缺点--灵活性小，设备投资高。

3)半连续操作

原料与产物中的一种或一种以上为连续输入或输出，而其它成分分批加入或取出的操作称为半间歇操作或半连续操作。

主要特点:半间歇操作具有间歇操作和连续操作的某些特点。反应器内的组成随时间变化而变化。

(5)什么是空间时间和空间速度?它们所表达的物理意义分别是什么?

1)空间时间(空时、空塔接触时间)(Spacetime):反应器有效体积(V)与物料体积流量(qv)之比值。空间时间()=

注意:

具有时间的单位，但不是反应时间也不是接触时间

可视为处理与反应器体积相同的物料所需要的时间。

物理意义:eg:每30秒处理与反应器有效体积相等的流体。

2)空间速度(空速)(Spacevelocity):单位反应器有效体积所能处理的物料的体积流量。空间速度(

注意:

单位为时间的倒数。

表示单位时间内能处理几倍于反应器体积的物料，反映了一个反应器的强度。(SV=2h-1表

示1h处理2倍于反应体积的流体。)(物理意义)

空速越大，反应器的负荷越大。)=

第二节反应的计量关系

(1)什么是膨胀因子?膨胀因子为1的反应体系，反应后系统的物质的量将如何变化?若是膨

胀因子为0.5的反应体系，则如何变化?

膨胀因子:每消耗1摩尔的某反应物所引起的反应系统总摩尔数的变化量(δ)称为该反应物的膨胀因子。计算式:

膨胀因子为1的反应体系，反应后系统的物质的量将增加消耗A的物质的量的2倍，若是膨胀因子为0.5的反应体系，反应后系统的物质的量将增加消耗A的物质的量的1.5倍。(?)

例题见11.2.1.

(2)什么是简单反应和复杂反应?可逆反应属于哪一类反应?为什么?

简单反应(单一反应):是指能用一个计量方程描述的反应。它可以是基元反应，也可以是非基元反应。

复杂反应(复合反应):是指需用多个计量方程描述的反应。

可逆反应属于简单反应。可逆反应虽有正反应和负反应两个计量方程，但两者并不独立，用其中一个计量方程即可表达反应组分间的定量关系，因此可视为一种简单反应。

(3)什么是均相内反应和界面反应?

均相内反应:均相反应即所有反应组分都处于同一相内的反应，如液相反应、气相反应等。包括某些

非均相反应，如气-液相反应，化学反应实质上是发生在均相内，此类反应与均相反应统称为均相内反应。(非均相反应的组分处于不同的相内，如液-固反应、气-固反应、气-液反应等。)