用空气在常压下烧去催化剂上的积碳，催化剂颗粒直径为5mm，颗粒有效导热系数λ_e为0.35[J／m.s.k]，每燃烧1molO₂放出热量5.4×10⁸J，燃烧温度为760℃，氧在催化剂颗粒内的有效扩散系数D_eff为5×10^-7cm²/s。试估计定态下催化剂颗粒表面与中心的最大温差。

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问答题

石油炼制过程中，常需要用空气进行催化剂的烧焦反应，使催化剂再生，反应可视为一级不可逆反应，已知烧焦反应于780℃，1.0133×10⁵Pa下进行，球形颗粒直径为4毫米，催化剂时本征反应速度rA＝0.42[mol／m³.s]，反应热为198000J／mol，有效扩散系数为4.75×10^-7m²／s，有效导热系数为0.366[W／m.k]，试求颗粒内最大温差及内扩散效率因子。

问答题

某气－固相一级不可逆催化反应，已知反应温度为350℃，在该温度下反应速度为1.15×10^-5[mol／cm³.s]，颗粒外表面A组分的浓度为1.1×10^-5[mol／cm³]，A的分子量为128，催化剂颗粒为球形，直径为0.18cm，颗粒密度为ρp=1.0g／cm³，孔隙率θ＝0.48，比表面Sg＝468m²/g，曲节因子δ＝2.9，若分子扩散可不考虑，试求催化剂的内扩散效率因子。

问答题

体积为100立方米的管式反应器内部充填半径为2.50毫米的球形颗粒催化剂，气体稳定时，每秒有0.24kmol的反应物A按等温一级不可逆反应分解，反应物A在颗粒内的有效扩散系数为1.2×10^-6m²/s，气流中反应物A的分压为0.10133MPa，T＝700K。
（1）试估计催化剂颗粒内部的内扩散效率因子。
（2）若催化剂的活性提高一倍，微孔的有效扩散系数下降为7×10^-7m²／s，问内扩散效率因子为多少?
（3）若催化剂活性提高一倍，有效扩散系数仍为7×10^-7m²／s，如果要求内扩散效率因子不变，问催化剂颗粒大小为多少？