污染物A的分解反應A→P可視為一級反應(恒容),反應的活化能為84kJ/mol。在150℃條件,利用平推流反應器進行分解反應,A的去除率達到一定要求時需要的反應器體積為Vp。
(1)在相同的反應溫度下,設改用全混流反應器時達到同樣的去除率需要的反應器體積為Vm,則Vm與Vp的比值Vm/Vp存在何種定量關系。
(2)根據(jù)Vm/Vp值的大小,比較平推流反應器和全混流反應器的反應效率并說明造成這種現(xiàn)象的主要原因是什么?
(3)設A的去除率目標為60%,若將平推流反應器改為全混流操作,要達到同樣的去除率反應溫度應如何變化?
(4)在上一問中,若將反應器改為兩個體積相等的全混流反應器(總有效體積不變),進行串聯(lián)操作,若要達到60%的去除率,反應溫度應如何變化?
某地下水凈化工程計劃利用硝酸根離子的氫氣催化還原反應去除地下水中的硝酸根(將氫氣送入污染地下水中,并選擇金屬銅為固體催化劑(內(nèi)部無微孔)。假設該反應主要發(fā)生在催化劑的外表面,為非慢速反應且硝酸根的主要還原產(chǎn)物為氮氣(實事上,根據(jù)反應條件的不同,氨有時會成為主要還原產(chǎn)物),反應式為:NO3-+H2→ N2+H2O
(1)試分析該反應系統(tǒng)的微觀過程。
(2)假如讓你設計該反應系統(tǒng),你會選用哪種形式的固相催化反應器?為什么?該類反應器有什么缺點?