Arbeitsblatt Reaktorauslegung (CSTR und PFR) mit Lösungen

Kostenloses Arbeitsblatt Reaktorauslegung (CSTR und PFR) zum Ausdrucken: 6 Aufgaben von leicht bis Prüfungsniveau, mit Lösungsschlüssel. Drucke es aus oder speichere es als PDF.

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1.Leicht
V = 400 L, k = 0,1 min⁻¹Q = 40 L/minCA0​ = 1 mol/LCA​ = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B (k = 0,1 min⁻¹) läuft in einem kontinuierlichen Rührkessel (CSTR) mit 400 L. Der Zulauf tritt mit 40 L/min und CA0 = 1 mol/L ein. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme die Austrittskonzentration CA.

V = 400 LQ = 40 L/mink = 0,1 min⁻¹CA0 = 1 mol/L
CA = mol/L
2.Leicht
V = 2000 L, k = 0,15 min⁻¹Q = 50 L/minCA0​ = 0,5 mol/LCA​ = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B (k = 0,15 min⁻¹) läuft in einem kontinuierlichen Rührkessel (CSTR) mit 2000 L. Der Zulauf tritt mit 50 L/min und CA0 = 0,5 mol/L ein. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme die Austrittskonzentration CA.

V = 2000 LQ = 50 L/mink = 0,15 min⁻¹CA0 = 0,5 mol/L
CA = mol/L
3.Mittel
QX = 60%gleiches Q, k und X wie der Rührkessel

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung soll 60 % Umsatz erreichen. Wie viel größer muss ein Rührkessel (CSTR) sein als ein Strömungsrohr (PFR) bei gleichem Zulauf, gleicher Geschwindigkeitskonstante und gleichem Umsatz? Bestimme das Verhältnis VCSTR/VPFR.

X = 60%erste Ordnung, gleiches k und Q
VCSTR/VPFR =
4.Mittel
QX = 70%gleiches Q, k und X wie der Rührkessel

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung soll 70 % Umsatz erreichen. Wie viel größer muss ein Rührkessel (CSTR) sein als ein Strömungsrohr (PFR) bei gleichem Zulauf, gleicher Geschwindigkeitskonstante und gleichem Umsatz? Bestimme das Verhältnis VCSTR/VPFR.

X = 70%erste Ordnung, gleiches k und Q
VCSTR/VPFR =
5.Schwer
V = 200 LV = 200 LQ = 80 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,2 min⁻¹) läuft in zwei gleichen Rührkesseln in Reihe mit je 200 L. Der Zulauf beträgt 80 L/min, die Dichte ist konstant, und die Reaktoren sind im stationären Zustand. Bestimme den Gesamtumsatz X in Prozent.

V = 200 L (×2)Q = 80 L/mink = 0,2 min⁻¹
X = %
6.Schwer
Q = 20 L/minX = ?V = 200 L

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,1 min⁻¹) läuft in einem Strömungsrohr (PFR) mit 200 L und einem Zulauf von 20 L/min. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme den Umsatz X in Prozent.

V = 200 LQ = 20 L/mink = 0,1 min⁻¹
X = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. CA = 0,5 mol/L
  2. 2. CA = 0,07143 mol/L
  3. 3. VCSTR/VPFR = 1,637
  4. 4. VCSTR/VPFR = 1,938
  5. 5. X = 55,56 %
  6. 6. X = 63,21 %

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