k = 0.2 min⁻¹ の液相 1 次反応を CSTR で定常状態で行う。反応率 50% に達するのに必要な空間時間 τ を求めよ。
解答つき反応器の設計(CSTR と PFR)ワークシート
1.やさしい
k = 0.2 min⁻¹X = 50%
τ = min
2.やさしい
k = 0.4 min⁻¹ の液相 1 次反応を CSTR で定常状態で行う。反応率 95% に達するのに必要な空間時間 τ を求めよ。
k = 0.4 min⁻¹X = 95%
τ = min
3.ふつう
液相 1 次反応 A → B(k = 0.25 min⁻¹)を 200 L の押出し流れ反応器(PFR)で行う。 原料は 25 L/min、CA0 = 2.5 mol/L で供給される。密度は一定で、反応器は定常状態にある。出口濃度 CA を求めよ。
V = 200 LQ = 25 L/mink = 0.25 min⁻¹CA0 = 2.5 mol/L
CA = mol/L
4.ふつう
k = 0.3 min⁻¹ の液相 1 次反応 A → B を、80 L/min で供給される押出し流れ反応器(PFR)で行う。 密度は一定で、反応器は定常状態にある。A の反応率 95% に必要な反応器体積 V をリットルで求めよ。
Q = 80 L/mink = 0.3 min⁻¹X = 95%
V = L
5.むずかしい
液相 1 次反応(k = 0.5 min⁻¹)を、80 L/min で供給される 100 L の押出し流れ反応器(PFR)で行う。密度は一定で、反応器は定常状態にある。反応率 X をパーセントで求めよ。
V = 100 LQ = 80 L/mink = 0.5 min⁻¹
X = %
6.むずかしい
液相 1 次反応(k = 0.2 min⁻¹)を、100 L/min で供給される 1500 L の CSTR で行う。密度は一定で、反応器は定常状態にある。反応率 X をパーセントで求めよ。
V = 1500 LQ = 100 L/mink = 0.2 min⁻¹
X = %
解答
- 1. τ = 5 min
- 2. τ = 47.5 min
- 3. CA = 0.3383 mol/L
- 4. V = 798.9 L
- 5. X = 46.47 %
- 6. X = 75 %
ステップごとの詳しい解答:このトピックは examproblems.com で練習できます。