Arbeitsblatt Reaktorauslegung (CSTR und PFR) mit Lösungen

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1.Leicht
τ = ?k = 0,05 min⁻¹X = 95%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung mit k = 0,05 min⁻¹ läuft stationär in einem Rührkessel (CSTR). Welche Verweilzeit τ ist nötig, um 95 % Umsatz zu erreichen?

k = 0,05 min⁻¹X = 95%
τ = min
2.Leicht
V = ?, k = 0,5 min⁻¹Q = 5 L/minX = 75%

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,5 min⁻¹ wird in einem kontinuierlichen Rührkessel (CSTR) mit einem Zulauf von 5 L/min durchgeführt. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme das Reaktorvolumen V in Litern für 75 % Umsatz von A.

Q = 5 L/mink = 0,5 min⁻¹X = 75%
V = L
3.Mittel
Q = 40 L/minX = 50%V = ?, k = 0,15 min⁻¹

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,15 min⁻¹ wird in einem Strömungsrohr (PFR) mit einem Zulauf von 40 L/min durchgeführt. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme das Reaktorvolumen V in Litern für 50 % Umsatz von A.

Q = 40 L/mink = 0,15 min⁻¹X = 50%
V = L
4.Mittel
Q = 50 L/minX = 80%V = ?, k = 0,5 min⁻¹

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung A → B mit k = 0,5 min⁻¹ wird in einem Strömungsrohr (PFR) mit einem Zulauf von 50 L/min durchgeführt. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme das Reaktorvolumen V in Litern für 80 % Umsatz von A.

Q = 50 L/mink = 0,5 min⁻¹X = 80%
V = L
5.Schwer
V = 400 LQ = 5 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,2 min⁻¹) läuft in einem Rührkessel (CSTR) mit 400 L und einem Zulauf von 5 L/min. Die Dichte ist konstant, und der Reaktor ist im stationären Zustand. Bestimme den Umsatz X in Prozent.

V = 400 LQ = 5 L/mink = 0,2 min⁻¹
X = %
6.Schwer
V = 250 LV = 250 LQ = 20 L/minX = ?

Eine Flüssigphasenreaktion erster Ordnung (k = 0,1 min⁻¹) läuft in zwei gleichen Rührkesseln in Reihe mit je 250 L. Der Zulauf beträgt 20 L/min, die Dichte ist konstant, und die Reaktoren sind im stationären Zustand. Bestimme den Gesamtumsatz X in Prozent.

V = 250 L (×2)Q = 20 L/mink = 0,1 min⁻¹
X = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. τ = 380 min
  2. 2. V = 30 L
  3. 3. V = 184,8 L
  4. 4. V = 160,9 L
  5. 5. X = 94,12 %
  6. 6. X = 80,25 %

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